Si la densidad de la distribución nebular aumenta simétricamente en todas las direcciones, ¿cómo lo explica la curvatura del espacio?

Permítanme presentar mi respuesta diciendo que están leyendo un libro de 1937 que hace referencia al conocimiento científico de principios del siglo XX. En caso de que no esté familiarizado con la historia astronómica, diré que hemos avanzado muchomanera desde principios de 1900. Por ejemplo, este libro trata sobre "Nebula como universos insulares". En este punto, los astrónomos acababan de descubrir que estas misteriosas "nebulosas" eran en realidad galaxias enteras que estaban a millones de años luz de distancia. Sin embargo, Hubble todavía se refiere a ellos como nebulosas, en lugar de galaxias. Dicho esto, en realidad puede ser un poco difícil "traducir" parte de esta ciencia de hace casi 100 años a teorías y terminología modernas. Incluso puede encontrar cosas que están totalmente mal. Hubble hizo muchos descubrimientos importantes, pero hubo muchos detalles en los que se equivocó.

¿Las observaciones más recientes aún muestran un aumento simétrico de la densidad de las nebulosas?

Nuevamente, nebulosas aquí se refiere a galaxias, no a lo que hemos llegado a considerar como nebulosas . Lo que estás preguntando aquí, y a lo que se refería Hubble, antes de que tuviera un nombre oficial, es sobre el Principio Cosmológico .

Sin embargo, creo que la respuesta adecuada a esta pregunta es señalar que creo que está malinterpretando el texto. En la sección Comparación de las observaciones con la teoría , Hubble muestra que las observaciones de nebulosas (sic, galaxias) indican que son uniformes en el espacio y que su uniformidad se explica fácilmente por un universo estático que no se expande.

Si ambos términos adicionales (para recesión y para curvatura) estuvieran ausentes, las encuestas encajarían claramente en la fórmula porque la situación sería precisamente la de un universo estacionario.

La "fórmula" de la que habla aquí es la que indica

las nebulosas se distribuyen uniformemente a través de un universo que no se expande en el que los desplazamientos hacia el rojo no son principalmente cambios de velocidad, [y] entonces los números deberían ser proporcionales a los volúmenes

Sin embargo, también sabe que el Universo se está expandiendo (después de todo, él fue quien descubrió esto), por lo que tomó la fórmula estándar y lanzó la expansión universal. Sin embargo, lo que encuentra es que las ecuaciones ahora predicen que

el número de nebulosas aumenta más rápido que el volumen del espacio a través del cual se dispersan

El punto importante aquí es que un universo en expansión (sin curvatura) predice que este es el caso, no que realmente sea el caso. Sus secciones anteriores y el gráfico adjunto indican que las observaciones muestran que el universo es homogéneo. Hubble señala (y lo hace referencia) que esta discrepancia se puede resolver al incluir la curvatura del universo en la mezcla también, en cuyo caso las predicciones ahora coinciden con la "fórmula" básica que no incluía expansión o curvatura.

Solo como una adición, ampliaré esto y agregaré que las observaciones actuales muestran que las galaxias son isotrópicas y homogéneas a gran escala. Una sola encuesta que muestra esto es la Encuesta Galaxy Redshift 2dF . A continuación se muestra un gráfico de sus resultados. Si bien se necesita un análisis estadístico completo para decir algo concluyente, se puede ver a simple vista que la distribución de galaxias parece ser homogénea e isotrópica.

_{Tenga en cuenta que esto solo cubre una parte del cielo porque el resto está bloqueado por el disco de nuestra galaxia.}

Entiendo cómo un Universo en expansión explica el corrimiento al rojo simétrico, pero no entiendo cómo explica el aumento simétrico de la densidad de las nebulosas.

Estoy interpretando que esto significa que te estás preguntando cómo la "fórmula" con expansión incluida puede producir el resultado de que "el número de nebulosas aumenta más rápido que el volumen del espacio a través del cual se dispersan". Esto creo que es más o menos una pregunta de matemáticas. Si está realmente interesado en ver cómo se derivó, no dude en consultar el artículo original del Hubble: Hubble, E., Tolman, RC, Astrophysical Journal , 82, 302, 1935 . Creo que encontrará las ecuaciones de resumen en la Sección 12 (página 328 en el documento, página 27 en el pdf) con largas derivaciones antes de eso.