Expansió de l'Univers: diferència entre les revisions
m Robot: Reemplaçament automàtic de text (-google.es/ +google.cat/) |
Cap resum de modificació |
||
| Línia 1: | Línia 1: | ||
[[Fitxer:Expansioncake.png |
[[Fitxer:Expansioncake.png|400px|thumb|L'expansió de l'univers representada per l'inflament d'un pastís amb panses]] |
||
L''''expansió de l'univers''' o '''expansió mètrica de l'espai''' és l'increment de la distància mètrica (això vol dir mesurada) entre dos objectes distants de l'[[univers]] al llarg del temps. Explica com s'expandeix l'univers en el model del [[Big Bang]]. La mètrica que descriu formalment el model estàndard del |
L''''expansió de l'univers''' o '''expansió mètrica de l'espai''' és l'increment de la distància mètrica (això vol dir mesurada) entre dos objectes distants de l'[[univers]] al llarg del temps. Explica com s'expandeix l'univers en el model del [[Big Bang|''big bang'']]. La mètrica que descriu formalment el model estàndard del ''big bang'' rep el nom de [[Mètrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker|''mètrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker'']]'','' que en l'era actual només és vàlid a grans escales relatives (per sobre dels cúmuls de galàxies). L'expansió és causada en part per la [[inèrcia]] i en part per una força de repulsió encara de naturalesa no totalment coneguda, però que es pot expressar com una constant cosmològica. La inèrcia dominà l'expansió en la primera part la història de l'univers, i en base al [[model Lambda-CDM]], la costant cosmologica dominarà l'expansió en el futur. |
||
És una expansió intrínseca això vol dir que es defineix per la separació relativa de les parts de l'univers i no pas pel moviment "cap enfora" dins un espai preexistent. En altres paraules: l'univers no s'està expandint cap enllà a res fora |
És una expansió intrínseca, això vol dir que es defineix per la separació relativa de les parts de l'univers i no pas pel moviment "cap enfora" dins un espai preexistent. En altres paraules: l'univers no s'està expandint cap enllà a res fora de si mateix. |
||
La conseqüència immediata de l' |
La conseqüència immediata de l'expansió de l'univers és que aquest ha estat, en el passat, més per una fase de més densitat i, per tant, més calenta, com sosté el model del ''big bang''. |
||
L'expansió de l'espai és conceptualment diferent d'altres tipus d'expansions i explosions que es poden veure |
L'expansió de l'espai és conceptualment diferent d'altres tipus d'expansions i explosions que es poden veure en la natura. L'[[espai]] el [[temps]] i la distància no són absoluts, sinó que s'obtenen a partir d'una mètrica que pot canviar. En la mètrica d'expansió de l'espai, més que no pas objectes en un espai fix allunyant-se cap al buit, és l'espai que conté els objectes el que està canviant. És com si els objectes no es moguessin per si mateixos; l'espai està "creixent" d'alguna manera entre aquests. A més, a diferència de les explosions convencionals, el big bang no suposa l'existència d'un centre a partir del qual es produeix l'expansió cap a l'exterior. |
||
Aquesta expansió, i el moviment resultant dels objectes allunyant-se, no està acotat per la [[velocitat de la llum]] que resulta de la [[relativitat especial]]. És així possible que dos objectes molts distants es moguin un respecte a l'altre a una velocitat més gran que la velocitat de la llum (volent dir que un dels objectes no es pot veure des de l'altre). La mida de l'[[univers observable]] podria ser més petit que l'univers sencer. |
Aquesta expansió, i el moviment resultant dels objectes allunyant-se, no està acotat per la [[velocitat de la llum]] que resulta de la [[relativitat especial]]. És així possible que dos objectes molts distants es moguin l'un respecte a l'altre a una velocitat més gran que la velocitat de la llum (volent dir que un dels objectes no es pot veure des de l'altre). La mida de l'[[univers observable]] podria ser més petit que l'univers sencer. |
||
També és possible que la llum d'una part de l'espai generat prop del principi de l'univers pugui estar encara arribant a localitzacions llunyanes (per això hi ha la radiació de fons de microones còsmiques). Aquests detalls són sovint font de confusió entre aficionats i fins i tot físics professionals.<ref>Tamara M. Davis and Charles H. Lineweaver, ''Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe''. [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808 astro-ph/0310808]</ref> La velocitat de la llum no té un significat particular a escala cosmològica. |
També és possible que la llum d'una part de l'espai generat prop del principi de l'univers pugui estar encara arribant a localitzacions llunyanes (per això, hi ha la radiació de fons de microones còsmiques). Aquests detalls són sovint font de confusió entre aficionats i fins i tot físics professionals.<ref>Tamara M. Davis and Charles H. Lineweaver, ''Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe''. [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0310808 astro-ph/0310808]</ref> La velocitat de la llum no té un significat particular a escala cosmològica. |
||
==Opinions== |
==Opinions== |
||
La interpretació de l'expansió mètrica de l'univers és subjecte de debat en l'actualitat.<ref name=Whiting>{{ref-publicació|títol= The Expansion of Space: Free Particle Motion and the Cosmological Redshift |url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404095v1 |any=2004 |publicació=ArXiv preprint |autor= Alan B. Whiting }}</ref><ref name=Hogg>{{ref-publicació|títol=The kinematic origin of the cosmological redshift |autor=EF Bunn & DW Hogg |url=http://arxiv.org/abs/0808.1081v1 |publicació=ArXiv preprint |any=2008}}</ref><ref name=Baryshev>{{ref-publicació|títol=Expanding Space: The Root of Conceptual Problems of the Cosmological Physics |autor=Yu. V. Baryshev |url=http://arxiv.org/abs/0810.0153 |publicació=Practical Cosmology |volum=2 |pàgines=20–30 |any=2008}}</ref><ref name=Peacock>{{ref-publicació|url=http://arxiv.org/abs/0809.4573v1 |publicació=ArXiv preprint |títol=A diatribe on expanding space |autor=JA Peacock |any=2008}}</ref> |
La interpretació de l'expansió mètrica de l'univers és subjecte de debat en l'actualitat.<ref name=Whiting>{{ref-publicació|títol= The Expansion of Space: Free Particle Motion and the Cosmological Redshift |url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404095v1 |any=2004 |publicació=ArXiv preprint |autor= Alan B. Whiting }}</ref><ref name=Hogg>{{ref-publicació|títol=The kinematic origin of the cosmological redshift |autor=EF Bunn & DW Hogg |url=http://arxiv.org/abs/0808.1081v1 |publicació=ArXiv preprint |any=2008}}</ref><ref name=Baryshev>{{ref-publicació|títol=Expanding Space: The Root of Conceptual Problems of the Cosmological Physics |autor=Yu. V. Baryshev |url=http://arxiv.org/abs/0810.0153 |publicació=Practical Cosmology |volum=2 |pàgines=20–30 |any=2008}}</ref><ref name=Peacock>{{ref-publicació|url=http://arxiv.org/abs/0809.4573v1 |publicació=ArXiv preprint |títol=A diatribe on expanding space |autor=JA Peacock |any=2008}}</ref> |
||
La realitat de l'expansió de l'univers no va estar acceptada unànimement per tots els científics. Segons ells aquesta expansió implica que l'univers hauria nascut en el [[Big Bang]] i aquest «començament» absolut semblava donar suport a una creació divina incompatible amb el materialisme científic. |
La realitat de l'expansió de l'univers no va estar acceptada unànimement per tots els científics. Segons ells, aquesta expansió implica que l'univers hauria nascut en el [[Big Bang|''big bang'']] i aquest «començament» absolut semblava donar suport a una creació divina incompatible amb el materialisme científic. És per això que aquests adversaris de l'expansió de l'univers preferien un model estàtic i etern sense origen. |
||
L'opinió prevalent és la de Chodorowski, que afirma que: ''a diferència de l'expansió del substrat còsmic, l'expansió de l'espai és inobservable''.<ref name=Chodorowski>{{ref-publicació|títol=A direct consequence of the expansion of space?|autor=Michał J. Chodorowski|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0610590v3|publicació=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volum=378 |pàgines=239-244|any=2007}}</ref> |
L'opinió prevalent és la de Chodorowski, que afirma que: ''a diferència de l'expansió del substrat còsmic, l'expansió de l'espai és inobservable''.<ref name=Chodorowski>{{ref-publicació|títol=A direct consequence of the expansion of space?|autor=Michał J. Chodorowski|url=http://arxiv.org/abs/astro-ph/0610590v3|publicació=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society|volum=378 |pàgines=239-244|any=2007}}</ref> |
||
==Observació experimental== |
==Observació experimental== |
||
L'expansió es tradueix en un augment de la [[longitud d'ona]] de la [[llum]] emesa per les [[galàxies]] és el fenomen de decalatge cap al vermell per l'[[efecte Doppler]] en mecànica clàssica. També s'observa un allunyament aparent (recessió) dels objectes astrofísics llunyans segons la [[ |
L'expansió es tradueix en un augment de la [[longitud d'ona]] de la [[llum]] emesa per les [[galàxies]]; és el fenomen de decalatge cap al vermell per l'[[efecte Doppler]] en mecànica clàssica. També s'observa un allunyament aparent (recessió) dels objectes astrofísics llunyans, segons la [[llei de Hubble]]<ref> [[Edwin Hubble]], ''A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae'', ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences]]'', '''15''', 168-173 (1929) [http://adsabs.harvard.edu/abs/1929PNAS...15..168H En línia].</ref> |
||
L'astrònom [[Edwin Hubble]] el [[1929]] va descobrir aquest efecte<ref>{{Ref-llibre |cognom= |nom= |títol=Stephen Hawking's Universe |url=http://books.google.cat/books?id=95Kog5v4ZxkC&pg=PA75&dq=hubble+universe+expanding&hl=ca&sa=X&ei=j6TSUY3DKquO7Abn8oDQCg&ved=0CD8Q6AEwAjgK#v=onepage&q=hubble%20universe%20expanding&f=false |llengua=anglès |editorial=Basic Books |data=1997 |pàgines=75 |isbn=0465081983}}</ref> seguint |
L'astrònom [[Edwin Hubble]], el [[1929]], va descobrir aquest efecte<ref>{{Ref-llibre |cognom= |nom= |títol=Stephen Hawking's Universe |url=http://books.google.cat/books?id=95Kog5v4ZxkC&pg=PA75&dq=hubble+universe+expanding&hl=ca&sa=X&ei=j6TSUY3DKquO7Abn8oDQCg&ved=0CD8Q6AEwAjgK#v=onepage&q=hubble%20universe%20expanding&f=false |llengua=anglès |editorial=Basic Books |data=1997 |pàgines=75 |isbn=0465081983}}</ref> seguint els anteriors [[Vesto Slipher]] i [[Georges Lemaître]]. També les teories d'[[Albert Einstein]] hi apuntaven. L'expansió de l'univers és, de fet, una important verificació de la [[relativitat general]], encara que el mateix Albert Einstein no s'adherí mai a la teoria de l'expansió de l'univers, fins al punt que va proposar una explicació alternativa anomenada "llum cansada", ja abandonada. |
||
El [[1998]] dos equips d' |
El [[1998]], dos equips d'astrònoms, ''[[Supernova Cosmology Project]]'' i ''[[High-Z supernovae search team]]'', respectivament dirigits per [[Saul Perlmutter]] i [[Brian P. Schmidt]], avisaren d'una possible acceleració de l'expansió de l'univers, resultat sorprenent, ja que cap teoria científica li dóna suport. Això implica l'existència de l'anomenada [[matèria fosca|''matèria fosca'']]. |
||
== Història del descobriment == |
== Història del descobriment == |
||
La descoberta de l'expansió de l'univers data de la primera meitat del segle XX i es va fer en diverses etapes. |
La descoberta de l'expansió de l'univers data de la primera meitat del segle XX i es va fer en diverses etapes. |
||
A principi del segle XX es van veure objectes difusos amb el telescopi que es van designar sota el terme genèric de [[nebulosa|nebuloses]] i d'altra banda es veien galàxies (conjunts d'estrelles exteriors a la Via Làctia) El 1914 [[Vesto Slipher]] mostrà que una certa part d'aquestes «nebuloses» presentaven una tendència sistemàtica a allunyar-se. El 1920 un debat científic sobre les nebuloses posà en desacord |
A principi del segle XX, es van veure objectes difusos amb el telescopi que es van designar sota el terme genèric de [[nebulosa|''nebuloses'']] i, d'altra banda, es veien galàxies (conjunts d'estrelles exteriors a la Via Làctia) El 1914, [[Vesto Slipher]] mostrà que una certa part d'aquestes «nebuloses» presentaven una tendència sistemàtica a allunyar-se. El 1920, un debat científic sobre les nebuloses posà en desacord els astrònoms [[Harlow Shapley]] i [[Heber Doust Curtis]], sobre el caràcter extragalàctic de certes nebuloses, en particular la [[galàxia d'Andròmeda]], sense arribar a un acord per manca de prou dades. Va ser a partir del [[1925]] quan [[Edwin Hubble]] va observar les [[Cefeida|cefeides]] gràcies al telescopi Hooker de 2,5 metres del mont Wilson. Mitjançant la relació període-lluminositat d'[[Henrietta Leavitt]], calculà la distància de moltes nebuloses i provà la seva naturalesa extragalàctica. |
||
[[Georges Lemaître|Lemaître]] el 1927 establí que les solucions cosmològiques sortides de la relativitat general són en expansió, i en conseqüència els objectes presenten velocitats d'allunyament proporcionals a les seves distàncies. Anys més tard Hubble establí la |
[[Georges Lemaître|Lemaître]], el 1927, establí que les solucions cosmològiques sortides de la relativitat general són en expansió, i en conseqüència els objectes presenten velocitats d'allunyament proporcionals a les seves distàncies. Anys més tard, Hubble establí la llei de Hubble entre velocitat i recessió de diverses galàxies, provant a la llarga el fenomen de l'expansió, encara que descobrí el fenomen en brut i no va poder interpretar-lo.<ref>Voir [[Jean-Pierre Luminet]], ''L'Invention du Big Bang'' (2004) ISBN 2020611481, pages 108 et 109</ref> |
||
Anteriorment, entre [[1907]] i [[1915]] [[Albert Einstein]] elaborà la teoria de la relativitat general confirmada per les observacions de l'expansió de l'univers. |
Anteriorment, entre [[1907]] i [[1915]], [[Albert Einstein]] elaborà la teoria de la relativitat general, confirmada per les observacions de l'expansió de l'univers. |
||
== Notes i referències == |
== Notes i referències == |
||
Revisió del 12:20, 9 maig 2015
L'expansió de l'univers o expansió mètrica de l'espai és l'increment de la distància mètrica (això vol dir mesurada) entre dos objectes distants de l'univers al llarg del temps. Explica com s'expandeix l'univers en el model del big bang. La mètrica que descriu formalment el model estàndard del big bang rep el nom de mètrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, que en l'era actual només és vàlid a grans escales relatives (per sobre dels cúmuls de galàxies). L'expansió és causada en part per la inèrcia i en part per una força de repulsió encara de naturalesa no totalment coneguda, però que es pot expressar com una constant cosmològica. La inèrcia dominà l'expansió en la primera part la història de l'univers, i en base al model Lambda-CDM, la costant cosmologica dominarà l'expansió en el futur.
És una expansió intrínseca, això vol dir que es defineix per la separació relativa de les parts de l'univers i no pas pel moviment "cap enfora" dins un espai preexistent. En altres paraules: l'univers no s'està expandint cap enllà a res fora de si mateix.
La conseqüència immediata de l'expansió de l'univers és que aquest ha estat, en el passat, més per una fase de més densitat i, per tant, més calenta, com sosté el model del big bang.
L'expansió de l'espai és conceptualment diferent d'altres tipus d'expansions i explosions que es poden veure en la natura. L'espai el temps i la distància no són absoluts, sinó que s'obtenen a partir d'una mètrica que pot canviar. En la mètrica d'expansió de l'espai, més que no pas objectes en un espai fix allunyant-se cap al buit, és l'espai que conté els objectes el que està canviant. És com si els objectes no es moguessin per si mateixos; l'espai està "creixent" d'alguna manera entre aquests. A més, a diferència de les explosions convencionals, el big bang no suposa l'existència d'un centre a partir del qual es produeix l'expansió cap a l'exterior.
Aquesta expansió, i el moviment resultant dels objectes allunyant-se, no està acotat per la velocitat de la llum que resulta de la relativitat especial. És així possible que dos objectes molts distants es moguin l'un respecte a l'altre a una velocitat més gran que la velocitat de la llum (volent dir que un dels objectes no es pot veure des de l'altre). La mida de l'univers observable podria ser més petit que l'univers sencer.
També és possible que la llum d'una part de l'espai generat prop del principi de l'univers pugui estar encara arribant a localitzacions llunyanes (per això, hi ha la radiació de fons de microones còsmiques). Aquests detalls són sovint font de confusió entre aficionats i fins i tot físics professionals.[1] La velocitat de la llum no té un significat particular a escala cosmològica.
Opinions
La interpretació de l'expansió mètrica de l'univers és subjecte de debat en l'actualitat.[2][3][4][5]
La realitat de l'expansió de l'univers no va estar acceptada unànimement per tots els científics. Segons ells, aquesta expansió implica que l'univers hauria nascut en el big bang i aquest «començament» absolut semblava donar suport a una creació divina incompatible amb el materialisme científic. És per això que aquests adversaris de l'expansió de l'univers preferien un model estàtic i etern sense origen.
L'opinió prevalent és la de Chodorowski, que afirma que: a diferència de l'expansió del substrat còsmic, l'expansió de l'espai és inobservable.[6]
Observació experimental
L'expansió es tradueix en un augment de la longitud d'ona de la llum emesa per les galàxies; és el fenomen de decalatge cap al vermell per l'efecte Doppler en mecànica clàssica. També s'observa un allunyament aparent (recessió) dels objectes astrofísics llunyans, segons la llei de Hubble[7]
L'astrònom Edwin Hubble, el 1929, va descobrir aquest efecte[8] seguint els anteriors Vesto Slipher i Georges Lemaître. També les teories d'Albert Einstein hi apuntaven. L'expansió de l'univers és, de fet, una important verificació de la relativitat general, encara que el mateix Albert Einstein no s'adherí mai a la teoria de l'expansió de l'univers, fins al punt que va proposar una explicació alternativa anomenada "llum cansada", ja abandonada.
El 1998, dos equips d'astrònoms, Supernova Cosmology Project i High-Z supernovae search team, respectivament dirigits per Saul Perlmutter i Brian P. Schmidt, avisaren d'una possible acceleració de l'expansió de l'univers, resultat sorprenent, ja que cap teoria científica li dóna suport. Això implica l'existència de l'anomenada matèria fosca.
Història del descobriment
La descoberta de l'expansió de l'univers data de la primera meitat del segle XX i es va fer en diverses etapes.
A principi del segle XX, es van veure objectes difusos amb el telescopi que es van designar sota el terme genèric de nebuloses i, d'altra banda, es veien galàxies (conjunts d'estrelles exteriors a la Via Làctia) El 1914, Vesto Slipher mostrà que una certa part d'aquestes «nebuloses» presentaven una tendència sistemàtica a allunyar-se. El 1920, un debat científic sobre les nebuloses posà en desacord els astrònoms Harlow Shapley i Heber Doust Curtis, sobre el caràcter extragalàctic de certes nebuloses, en particular la galàxia d'Andròmeda, sense arribar a un acord per manca de prou dades. Va ser a partir del 1925 quan Edwin Hubble va observar les cefeides gràcies al telescopi Hooker de 2,5 metres del mont Wilson. Mitjançant la relació període-lluminositat d'Henrietta Leavitt, calculà la distància de moltes nebuloses i provà la seva naturalesa extragalàctica.
Lemaître, el 1927, establí que les solucions cosmològiques sortides de la relativitat general són en expansió, i en conseqüència els objectes presenten velocitats d'allunyament proporcionals a les seves distàncies. Anys més tard, Hubble establí la llei de Hubble entre velocitat i recessió de diverses galàxies, provant a la llarga el fenomen de l'expansió, encara que descobrí el fenomen en brut i no va poder interpretar-lo.[9]
Anteriorment, entre 1907 i 1915, Albert Einstein elaborà la teoria de la relativitat general, confirmada per les observacions de l'expansió de l'univers.
Notes i referències
- ↑ Tamara M. Davis and Charles H. Lineweaver, Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. astro-ph/0310808
- ↑ Alan B. Whiting «The Expansion of Space: Free Particle Motion and the Cosmological Redshift». ArXiv preprint, 2004.
- ↑ EF Bunn & DW Hogg «The kinematic origin of the cosmological redshift». ArXiv preprint, 2008.
- ↑ Yu. V. Baryshev «Expanding Space: The Root of Conceptual Problems of the Cosmological Physics». Practical Cosmology, 2, 2008, pàg. 20–30.
- ↑ JA Peacock «A diatribe on expanding space». ArXiv preprint, 2008.
- ↑ Michał J. Chodorowski «A direct consequence of the expansion of space?». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 378, 2007, pàg. 239-244.
- ↑ Edwin Hubble, A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-Galactic Nebulae, Proceedings of the National Academy of Sciences, 15, 168-173 (1929) En línia.
- ↑ Stephen Hawking's Universe (en anglès). Basic Books, 1997, p. 75. ISBN 0465081983.
- ↑ Voir Jean-Pierre Luminet, L'Invention du Big Bang (2004) ISBN 2020611481, pages 108 et 109
 |
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Expansió de l'Univers |