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Usuário(a):Conta2098/Ponto frio RCF

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A área destacada é o ponto frio. As linhas pretas no mapa da RCF do Planck demarcam cada constelação; o ponto frio se localiza na constelação de Eridanus. O círculo azul representa a linha do equador na esfera celeste. A imagem foi gerada usando Celestia .
A área destacada é o ponto frio na WMAP.

O Ponto Frio RCF ou Ponto Frio WMAP é uma região do céu observada em micro-ondas que apresenta uma dimensão excepcionalmente grande e uma temperatura anormalmente baixa em comparação com as propriedades esperadas da Radiação Cósmica de Fundo (RCF).

O "Ponto Frio" é aproximadamente 70 μK (0,00007 K) mais frio do que a temperatura média da RCF (aproximadamente 2,7 K), enquanto o desvio padrão das variações típicas de temperatura é de apenas 18 μK.[1][note 1] Em alguns pontos, o "Ponto Frio" é 140 μK mais frio do que a temperatura média da RCF.

O raio do "ponto frio" subtende cerca de 5°; seu centro está localizado nas lII = 207.8°, bII = −56.3° (coordenadas equatoriais : α = 03h 15m 05s, δ = −19° 35′ 02″ ). Portanto, o "Ponto Frio" se encontra no Hemisfério Celestial Sul, na direção da constelação de Eridanus.

Normalmente, as maiores flutuações da temperatura primordial da RCF ocorrem em escalas angulares de cerca de 1°. Portanto, uma região fria tão grande quanto o "Ponto Frio" parece altamente improvável, dados os modelos teóricos geralmente aceitos.

Várias explicações alternativas existem, incluindo um suposto Supervazio de Eridanus ou Grande Vazio que pode existir entre nós e a RCF primordial (vazios em primeiro plano podem causar pontos frios contra a RCF). Tal vazio afetaria a RCF observada por meio do efeito integrado de Sachs-Wolfe e seria uma das maiores estruturas no universo observável.

Essa seria uma região extremamente grande do universo, com aproximadamente 150 a 300 Mpc ou 500 milhões a um bilhão de anos-luz de extensão e a uma distância de 6 a 10 bilhões de anos-luz,[2] no desvio para o vermelho , contendo uma densidade de matéria muito menor do que a densidade média nesse desvio para o vermelho.[carece de fontes?]

Descoberta e significado

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O Ponto Frio da RCF também foi observado pelo satélite Planck com significância semelhante. A imagem foi gerada utilizando o programa Celestia.

No primeiro ano dos dados registrados pela Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), uma região do céu na constelação de Eridanus foi encontrada com uma temperatura mais baixa do que a área ao redor.[3] Posteriormente, utilizando os dados coletados pela WMAP ao longo de 3 anos, a significância estatística de uma região tão grande e fria foi estimada. A probabilidade de encontrar um desvio pelo menos tão alto em simulações gaussianas foi descoberta por ser 1,85%.[4] Portanto, parece improvável, mas não impossível, que o Ponto Frio tenha sido gerado pelo mecanismo padrão de flutuações quânticas durante a inflação cosmológica, que na maioria dos modelos inflacionários dá origem a estatísticas gaussianas.

O Ponto Frio também pode ser, como sugerido nas referências acima, um sinal de flutuações primordiais não gaussianas.

Alguns autores já questionaram a significância estatística deste ponto frio na RCF. [5]

O Ponto Frio da RCF também foi observada pelo satélite Planck em 2013,[6] com uma significância semelhante, descartando a possibilidade de ter sido causada por um erro sistemático no satélite WMAP.

Possíveis causas além da flutuação primordial de temperatura

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O grande "Ponto Frio" faz parte do que foi denominado um "eixo do mal" (assim chamado porque era inesperado ver uma estrutura como essa).[7]

Supervazio

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A impressão média ISW que 50 supervazios têm na Radiação Cósmica de Fundo:[8][necessário esclarecer] escala de cores de -20 a +20 μK.

Uma possível explicação para o Ponto Frio é um enorme vazio entre nós e a RCF primordial. Uma região mais fria do que as linhas de visão circundantes pode ser observada se um grande vazio estiver presente, tal vazio causaria um aumento no cancelamento entre o efeito integrado de Sachs-Wolfe de "tempo tardio" e o efeito de Sachs-Wolfe "ordinário".[9] Esse efeito seria muito menor se a energia escura não estivesse esticando o vazio enquanto os fótons passassem por ele.[10]

Rudnick et al.[11] descobriram uma queda no número de contagens de galáxias NVSS na direção do Ponto Frio, sugerindo a presença de um grande vazio. Desde então, alguns trabalhos adicionais lançaram dúvidas sobre a explicação do "supervazio". A correlação entre o mergulho NVSS e o Ponto Frio foi encontrada como marginal usando uma análise estatística mais conservadora.[12] Além disso, uma pesquisa direta para galáxias em vários campos de um grau quadrado dentro do Ponto Frio não encontrou evidências para um supervazio.[13] No entanto, a explicação do supervazio não foi totalmente descartada; ela permanece intrigante, já que os supervazios parecem ser capazes de afetar a RCF de forma mensurável. [14] [15] [16]

Um estudo de 2015 mostra a presença de um supervazio com um diâmetro de 1,8 bilhão de anos-luz, centrado a 3 bilhões de anos-luz de nossa galáxia na direção do Ponto Frio, provavelmente associado a ele.[17] Isso o tornaria o maior vazio detectado e uma das maiores estruturas conhecidas.[18][note 2] Medições posteriores do efeito Sachs-Wolfe também indicam sua provável existência.

Embora grandes vazios sejam conhecidos no universo, um vazio teria que ser excepcionalmente vasto para poder explicar o Ponto Frio, talvez 1.000 vezes maior em volume do que os vazios típicamente esperados. Ele estaria entre 6 a 10 bilhões de anos-luz de distância e teria quase um bilhão de anos-luz de extensão, sendo talvez ainda mais improvável de ocorrer na estrutura de larga escala do que o Ponto Frio da WMAP seria na RCF primordial.

Um estudo de 2017[19] relatou pesquisas que não mostraram quaisquer evidências de que vazios associados na linha de visão poderiam ter causado o Ponto Frio da RCF, concluindo que ele pode ter uma origem primordial.

Algo importante para confirmar ou descartar o efeito Sachs-Wolfe integrado de tempo tardio é o perfil de massa das galáxias na área, pois o efeito integrado Sachs-Wolfe é afetado pelo viés da galáxia, que depende dos perfis de massa e dos tipos de galáxias presentes.[20][21]

Em dezembro de 2021, o Dark Energy Survey (DES), analisando os dados, apresentou mais evidências para a correlação entre o supervazio Eridanus e o Ponto Frio da RCF. [22] [23]

Textura cósmica

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No final de 2007, ( Cruz et al. ) [24] argumentaram que o Ponto Frio poderia ter originado devido a uma textura cósmica, um remanescente de uma transição de fase no Universo primitivo.

Universo paralelo

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Uma controversa afirmação de Laura Mersini-Houghton é que o Ponto Frio do WMAP poderia ser a impressão de outro universo além do nosso, causada pelo emaranhamento quântico entre os universos antes de serem separados pela inflação cósmica. [25] Laura Mersini-Houghton disse: "A cosmologia padrão não pode explicar um buraco cósmico tão gigante" e fez a hipótese de que o ponto frio do WMAP é "... a impressão inconfundível de outro universo além da borda do nosso própio". Se verdadeira, isso fornecerá a primeira evidência empírica de um universo paralelo (embora modelos teóricos de universos paralelos existissem anteriormente). Também apoiaria a teoria das cordas.

[carece de fontes?] A equipe afirma que existem consequências testáveis para essa teoria. Se a teoria do universo paralelo for verdadeira, haverá um vazio semelhante no hemisfério oposto da esfera celeste[26][27] (na qual a New Scientist informou estar no hemisfério sul da esfera celeste; os resultados do estudo da matriz de New Mexico relataram estar ao norte).[28]

Outros pesquisadores modelaram o Ponto Frio como potencialmente o resultado de colisões de bolhas cosmológicas, novamente antes da inflação. [29] [30] [31]

Uma análise computacional sofisticada (usando a complexidade de Kolmogorov) derivou evidências para um Ponto Frio Norte e um Ponto Frio Sul nos dados do satélite:[32] "... entre as regiões de alta aleatoriedade está a anomalia não-gaussiana sul, o Ponto Frio, com uma estratificação esperada para os vazios. A existência de sua contraparte, um Ponto Frio Norte com quase idênticas propriedades de aleatoriedade entre outras regiões de baixa temperatura é revelada."

Essas previsões e outras foram feitas antes das medições (veja Laura Mersini).[carece de fontes?] No entanto, além do Ponto Frio Sul, os variados métodos estatísticos em geral falham em se confirmar mutuamente quanto a um Ponto Frio Norte.[33] O 'K-map' usado para detectar o Ponto Frio Norte foi observado como tendo o dobro da medida de aleatoriedade medida no modelo padrão. A diferença é especulada de ser causada pela aleatoriedade introduzida pelos vazios (vazios não contabilizados foram especulados como sendo a razão para o aumento da aleatoriedade acima do modelo padrão).[34]

Sensibilidade para encontrar método

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O Ponto Frio é principalmente anômalo pois se destaca em relação ao anel relativamente quente ao seu redor; não é incomum se considerarmos apenas o tamanho e a frieza do próprio ponto.[35] Mais tecnicamente, sua detecção e significância dependem do uso de um filtro compensado, como uma wavelet de Ricker, para encontrá-lo. [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (November 2021)">citação necessária</span> ]

Veja também

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Notas

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  1. ↑ Após a anisotropia do dipolo, que é devida ao efeito Doppler da radiação de fundo de micro-ondas devido à nossa velocidade peculiar em relação ao quadro de repouso cósmico comóvel, ter sido subtraída. Esta característica é consistente com a Terra movendo-se a cerca de 627 km/s em direção à constelação de Virgem.
  2. ↑ Uma afirmação de Szapudi et al afirma que o novo vazio encontrado é a "maior estrutura já identificada pela humanidade". No entanto, outra fonte relata que a maior estrutura é o superaglomerado correspondente à sobre-densidade NQ2-NQ4 GRB a 10 bilhões de anos-luz.

Referências

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  1. ↑ Wright, E.L. (2004). «Theoretical Overview of Cosmic Microwave Background Anisotropy». In: W. L. Freedman. Measuring and Modeling the Universe. Col: Carnegie Observatories Astrophysics Series. [S.l.]: Cambridge University Press. p. 291. Bibcode:2004mmu..symp..291W. ISBN 978-0-521-75576-4. arXiv:astro-ph/0305591Acessível livremente 
  2. ↑ Chown, Marcus (2007). «The void: Imprint of another universe?». New Scientist. 196 (2631): 34–37. doi:10.1016/s0262-4079(07)62977-7 
  3. ↑ Cruz, M.; Martinez-Gonzalez, E.; Vielva, P.; Cayon, L. (2005). «Detection of a non-Gaussian Spot in WMAP». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 356 (1): 29–40. Bibcode:2005MNRAS.356...29C. arXiv:astro-ph/0405341Acessível livremente. doi:10.1111/j.1365-2966.2004.08419.xAcessível livremente 
  4. ↑ Cruz, M.; Cayon, L.; Martinez-Gonzalez, E.; Vielva, P.; Jin, J. (2007). «The non-Gaussian Cold Spot in the 3-year WMAP data». The Astrophysical Journal. 655 (1): 11–20. Bibcode:2007ApJ...655...11C. arXiv:astro-ph/0603859Acessível livremente. doi:10.1086/509703 
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  15. ↑ Dark Energy and the Imprint of Super-Structures on the Microwave Background
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  18. ↑ «Mysterious 'Cold Spot': Fingerprint of Largest Structure in the Universe?». Discovery News. 10 de maio de 2017. Consultado em 28 de maio de 2015. Cópia arquivada em 31 de outubro de 2015 
  19. ↑ Mackenzie, Ruari; et al. (2017). «Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 470 (2): 2328–2338. Bibcode:2017MNRAS.470.2328M. arXiv:1704.03814Acessível livremente. doi:10.1093/mnras/stx931Acessível livremente. Another explanation could be that the Cold Spot is the remnant of a collision between our Universe and another 'bubble' universe during an early inflationary phase (Chang et al. 2009, Larjo & Levi 2010). 
  20. ↑ Rahman, Syed Faisal ur (2020). «The enduring enigma of the cosmic cold spot». Physics World. 33 (2): 36. Bibcode:2020PhyW...33b..36R. doi:10.1088/2058-7058/33/2/35 
  21. ↑ Dupe, F.X. (2011). «Measuring the integrated Sachs–Wolfe effect». Astronomy & Astrophysics. 534: A51. Bibcode:2011A&A...534A..51D. arXiv:1010.2192Acessível livremente. doi:10.1051/0004-6361/201015893 
  22. ↑ Kovács, A; Jeffrey, N; Gatti, M; Chang, C; Whiteway, L; Hamaus, N; Lahav, O; Pollina, G; Bacon, D (17 de dezembro de 2021). «The DES view of the Eridanus supervoid and the CMB cold spot». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (em inglês). 510 (1): 216–229. ISSN 0035-8711. arXiv:2112.07699Acessível livremente. doi:10.1093/mnras/stab3309Acessível livremente 
  23. ↑ «Our Universe is normal! Its biggest anomaly, the CMB cold spot, is now explained». Big Think (em inglês). February 2022. Consultado em 9 de fevereiro de 2022  Verifique data em: |data= (ajuda)
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