Por lo que leí en Wikipedia , la velocidad de una galaxia tiene dos componentes: uno se debe a la ley de Hubble para la expansión cósmica y el otro es la velocidad peculiar de la galaxia.
Dado que la velocidad peculiar de las galaxias puede ser superior a 1.000 km/s en una dirección aleatoria, esto provoca un error al evaluar su distancia usando la ley de Hubble (estoy resumiendo de Wikipedia).
Se puede hacer una estimación más precisa tomando la velocidad promedio de un grupo de galaxias: las velocidades peculiares, que se supone que son esencialmente aleatorias, se cancelarán entre sí, dejando una medida mucho más precisa.
Supongo que "grupo de galaxias" en realidad significa la estructura cósmica con ese nombre, en lugar de cualquier colección de galaxias que parecen estar en "el mismo vecindario", aunque el texto de Wikipedia no hace referencia explícita a eso, como lo haría normalmente. Pero voy a ignorar ese problema.
El mayor problema que veo es que la velocidad de las estructuras celestes con respecto a su "alrededor" parece ser proporcional a su tamaño: 30 km/s para la Tierra, 200 km/s para el Sol, 600 km/s para el Vía Láctea, y generalmente hasta 1000 km/s y más para las galaxias.
Así que esperaría que esto suba nuevamente para estructuras aún más grandes, como grupos o cúmulos de galaxias.
Por lo tanto, mientras que promediar las velocidades puede dar alguna corrección en la medición, la principal fuente de error debería provenir de la velocidad del grupo en sí, y no se corregiría con ese procedimiento.
Esto debilitaría significativamente la afirmación de Wikipedia de que produce una medición " mucho más precisa ".
¿Tengo razón o me equivoco en mi razonamiento?
El comportamiento que estás describiendo es una consecuencia del teorema del virial . Sin entrar en los detalles sangrientos, esto nos dice que si algún sistema interactivo de muchos objetos tiene una energía potencial total promedio de entonces su energía cinética total promedio está relacionado con por:
La prueba de esto es algo abrumadora, pero tomemos un ejemplo simple. La energía potencial de la Tierra en el pozo gravitacional del Sol es:
dónde es la masa del Sol, es la masa de la tierra y es el radio orbital. La energía cinética de la Tierra es:
dónde es la velocidad orbital. si establecemos obtenemos:
y con un poco de reordenamiento obtenemos una expresión para la velocidad orbital:
y bingo, esta es exactamente la expresión de la velocidad orbital .
El punto de todo esto es que las velocidades crecientes que usted describe son el resultado de las energías potenciales crecientes de las interacciones. La energía potencial del Sistema Solar en relación con la Vía Láctea es mayor que la de la Tierra en relación con el Sol, por lo que esperamos que las velocidades resultantes sean mayores. Asimismo, la energía potencial de la Vía Láctea en relación con el Grupo Local vuelve a ser mayor, y así sucesivamente.
Entonces, tiene razón en que las estructuras más grandes están asociadas con velocidades más grandes, pero en realidad es una consecuencia de las energías potenciales más grandes involucradas en lugar de directamente debido al tamaño. Esto es importante porque en las escalas más grandes no hay estructuras ligadas gravitacionalmente, es decir, las energías potenciales son cero (en relación con el universo como un todo).
Entonces, a medida que aumentamos de tamaño, esperamos que las energías cinéticas aumenten, luego alcancen un máximo y comiencen a disminuir nuevamente. Exactamente dónde está el máximo, no estoy seguro, presumiblemente en algún lugar entre el cúmulo de galaxias y la escala del supercúmulo. De todos modos, el punto es que si promediamos las velocidades de las galaxias en una escala lo suficientemente grande, promediaremos las velocidades peculiares y obtendremos un valor exacto para la constante de Hubble.
usuario10851
babú