El supercluster de Laniakei. La ubicación de la Vía Láctea se muestra en rojo.A gran escala, la energía oscura hace que la expansión del universo se acelere. No solo separa las galaxias distantes, sino que las hace acelerar entre sí. Por otro lado, la gravedad hace que la materia se acumule, al igual que nuestra Galaxia y nuestro grupo local se han acumulado, y esta aceleración puede ser derrotada si recolecta una cantidad suficientemente grande de materia en un lugar. Pero las galaxias y los grupos no son las estructuras más grandes que conocemos. En el Universo, hay cúmulos y supercúmulos de galaxias, ¡uno de los cuales está justo al lado de nosotros! ¿Alguno de estos superclusters finalmente derrotará a la energía oscura? Nuestro lector pregunta:
Si estamos conectados gravitacionalmente solo con Andrómeda, y todo lo demás finalmente desaparece de la región visible del Universo, ¿cómo podemos avanzar hacia el Gran Atractor (o hacia dónde vamos al centro gravitacional de Laniakei )?
Desde el punto de vista de las escalas cósmicas, miles de galaxias nos atraen cerca de nosotros.
Cadena de Markaryan con los nombres de galaxias ubicadas cerca del centro del cúmulo de Virgo¿Nos atraerán a ellos mismos, a pesar de la energía oscura? ¿O la energía oscura nos obligará a expandirnos lo suficientemente rápido y evitar esta convergencia? Para responder la pregunta, necesitamos estudiar tres cosas: la expansión del Universo, las imperfecciones locales de este movimiento y cómo se ve el Universo en nuestra región.
El descubrimiento de Hubble de la variable Cefeida en la galaxia de Andrómeda, M31, nos reveló el Universo.1) La expansión del universo. En la década de 1920, Edwin Hubble pudo descubrir una clase conocida de estrellas, Cefeidas variables, en objetos espirales que vemos en el cielo. Periódicamente se volvieron más brillantes y tenues, y diferentes períodos de tiempo eran inherentes a diferentes estrellas. Conocemos la relación entre el brillo y el período de sus oscilaciones, que todas las estrellas obedecen, lo que significa que si puede medir el período de oscilaciones y el brillo aparente de una estrella, puede calcular qué tan lejos está la estrella y, por lo tanto, su galaxia.
Este concepto se conoce como el método estándar de las velas, y ahora hemos pasado de las Cefeidas a otras propiedades de las galaxias, para escribir las supernovas de Ia, como las velas más brillantes y mejores visibles. Estos métodos nos permitieron descubrir un patrón conocido como la ley de Hubble, que funciona en todas las direcciones, dondequiera que miremos: la velocidad a la que un objeto se aleja de nosotros es proporcional al parámetro de Hubble multiplicado por la distancia al objeto. Es posible que haya escuchado el nombre "constante de Hubble" antes, y realmente fue una buena manera de imaginar lo que sucedió en las décadas previas a la aparición del telescopio espacial. Hubble, porque en ese momento no podíamos mirar lejos, hasta los límites del Universo visible. Pero cuanto más miramos, más claro se hizo que la expansión del Universo no solo cambia en el tiempo, sino que se acelera, lo que nos llevó a la idea de que hay más en el Universo que la materia, la radiación y el espacio curvo.
Distancia a la relación de desplazamiento al rojoResultó que hoy el Universo está compuesto en un 70% de energía oscura, que se está volviendo cada vez más importante con el tiempo. Cuando el Universo era dos veces más joven, la energía oscura no era tan notable, ya que su participación era escasa en comparación con la densidad de energía total. Pero a medida que la materia y la radiación se difuminan, su densidad disminuye y la energía oscura comienza a dominar la expansión del universo, lo que conduce a la aceleración que vemos hoy. Esto significa que todas las estructuras que hasta ahora no se han conectado gravitacionalmente, no han adquirido una densidad que esté muy por encima del promedio, nunca se unirán en este Universo. Volarán con aceleración bajo la presión de la expansión.
2) Imperfecciones locales de esta extensión. Incluso a distancias de millones de años luz, la gravedad tiene mucho tiempo para comprimir las estructuras del universo. Desde el Big Bang, se han formado billones de cúmulos estelares y cientos de miles de millones de galaxias en el universo, y las estructuras a gran escala se han vuelto complejas y saturadas. Las áreas más grandes de mayor densidad se han convertido no solo en galaxias, sino también en grupos y cúmulos de decenas, cientos o miles de galaxias conectadas entre sí en estructuras individuales.
La atracción gravitacional de estas imperfecciones juega un papel importante. Si tomamos a nuestro vecino más cercano, la galaxia de Andrómeda, entonces está a una distancia de aproximadamente 2.5 millones de años luz de nosotros. A juzgar por la expansión del Universo, debería alejarse de nosotros. Pero la atracción gravitacional atrae a la Vía Láctea a Andrómeda, y a Andrómeda a la Vía Láctea, y puede vencer la expansión si estas dos galaxias son lo suficientemente masivas. Si la fuerza de atracción entre ellos es lo suficientemente grande, y fue lo suficientemente grande durante mucho tiempo, estaremos gravitacionalmente unidos. Aunque la energía oscura puede alienarnos a otras galaxias distantes, eventualmente nos caeremos uno encima del otro y formaremos una sola estructura gigantesca con el tiempo.
¿Cómo será la colisión de la Vía Láctea y Andrómeda?¡Y así será! Este es el destino real de nuestro grupo local. Volvamos a la pregunta del lector: ¿qué sucede con el Gran Atractor y los grupos y supercúmulos más cercanos a nosotros? Para responderlo, debe hacer un mapa de la región del Universo más cercana a nosotros.
3) La estructura del Universo en nuestra región. Estudiamos este problema con un 80% de precisión. Solo aquellas partes que están oscurecidas por el plano de la Galaxia son desconocidas para nosotros; desde nuestra posición es muy difícil de distinguir. Podemos considerar de inmediato tres cosas:
• Todas las galaxias individuales cerca de nosotros y su movimiento en relación con nosotros.
• La expansión del Universo del Hubble, y cómo el movimiento de estas galaxias se desvía de esta expansión, teniendo en cuenta la distancia a ellas.
• Las masas de todos los objetos de nuestro entorno y las masas implícitas de objetos invisibles para nosotros son las masas que deben estar presentes en qué lugares para que podamos observar el movimiento de los objetos que observamos.
Marcamos nuestra parte local del Universo, la ubicación y los movimientos de los objetos, y marcamos la masa de los objetos locales para ver qué se mueve y por qué.
El proyecto, que compila un mapa de flujos cósmicos, recientemente reunió toda esta información y determinó que la Vía Láctea está conectada gravitacionalmente con un grupo local. Nuestro grupo local es uno de los muchos grupos ubicados cerca, pero fuera del grupo Virgo, y todos estos grupos y grupos, junto con algunos otros, forman una gran superestructura conocida como el supercúmulo de Lanyakei. Para explicar el movimiento de todas las estructuras locales, se debe ubicar una masa en el lugar que anteriormente se llamaba el "Gran Atractor", porque todos los movimientos de los objetos que observamos no correspondían a las masas que habíamos descubierto antes.
Esta estructura más grande, un conjunto de galaxias en Laniakei, que es responsable de la atracción más fuerte, hace que el grupo local y muchas otras galaxias de nuestro supercúmulo local se muevan hacia esta masa. Se desvían significativamente del movimiento Hubble: cientos de kilómetros por segundo. Esto es poder real, un efecto significativo, trabajando contra la expansión del Hubble y la energía oscura.
Pero él pierde con ellos.
Virgo Supercluster GalaxiasLa energía oscura y la expansión existente del Universo no solo son más fuertes que la atracción gravitacional del supercúmulo local: no se puede llamar competencia en absoluto. La diferencia de velocidad, la desviación de la expansión del Hubble, es solo el 20% de lo que se necesitaría para unirnos a esta gran estructura. Y esta estructura en sí misma no está gravitacionalmente ligada. Este supercúmulo es solo una apariencia, y a medida que el universo evoluciona, Laniakei se disolverá.
Entonces, respondiendo completamente a la pregunta del lector, podemos decir que nos atrae Lanyakey, el Gran Atractor, pero esta fuerza, desafortunadamente, no es suficiente para que caigamos sobre él. Es solo que este supercúmulo se alejará de nosotros más lentamente que el valor promedio, y permanecerá a nuestro alcance durante varios miles de millones de años más, pero esto es solo un fenómeno temporal. No es lo suficientemente pesado como para sostenernos o jalarnos hacia adentro al final. El destino de nuestro grupo local es permanecer solo al final.