Estructura a gran escala y las oscilaciones bariónicas

Las oscilaciones bariónicas son fluctuaciones en la densidad de la materia bariónica, es decir, la materia formada por protones y neutrones, en el universo. Estas fluctuaciones están relacionadas con la formación de estructuras a gran escala en el universo, como galaxias y cúmulos de galaxias.

Las oscilaciones bariónicas se originan durante el período de recombinación en el universo primitivo, cuando la materia bariónica se combinó con electrones para formar átomos neutrales. Esto dejó fluctuaciones en la densidad de la materia bariónica que se mantuvieron a lo largo del tiempo y que pueden observarse hoy en día en la distribución de galaxias y otros objetos en el universo.

Los estudios de las oscilaciones bariónicas son importantes para entender la formación y evolución de la estructura del universo a gran escala y para medir la cantidad de materia bariónica en el universo. También son una herramienta valiosa para probar teorías sobre el origen y el desarrollo del universo y para evaluar la precisión de los modelos cosmológicos.

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La estructura a gran escala del universo se refiere a la forma en que se distribuyen y organizan los cuerpos celestes y la materia oscura a nivel cosmológico. Algunos ejemplos de estructuras a gran escala incluyen:

• Supercúmulos: Son grupos gigantes de galaxias que se encuentran a una distancia de varios cientos de millones de años luz.

• Filamentos de materia oscura: Son enormes estructuras de materia oscura que se encuentran entre los supercúmulos y que forman una especie de malla o telaraña en la estructura del universo.

• Voids: Son regiones del espacio que están relativamente vacías de galaxias y materia oscura.

• Wall: Son grandes estructuras planas de galaxias que se encuentran en los bordes de los supercúmulos.

En general, la estructura a gran escala del universo sigue un patrón de “celdas” o “celdillas”, donde hay grandes regiones vacías rodeadas por grandes estructuras de galaxias. Esta estructura se cree que se formó a partir de las fluctuaciones de densidad en el universo primitivo, que se expandió y se enfrió durante el Big Bang. La gravedad luego se encargó de atraer la materia hacia estas fluctuaciones de densidad, formando así las estructuras a gran escala que vemos hoy en día.

Las oscilaciones bariónicas son ondas sonoras que se propagan a través del plasma primordial del universo temprano antes de que se formaran las estrellas y las galaxias. Estas ondas sonoras crearon fluctuaciones de densidad en el plasma, que finalmente se convirtieron en las estructuras que vemos hoy en día.

La detección de las oscilaciones bariónicas es un importante logro en la cosmología moderna. Los astrónomos han utilizado las oscilaciones bariónicas para medir con precisión la expansión del universo y determinar la cantidad de energía oscura y materia oscura en el universo.

Además, las oscilaciones bariónicas también nos ayudan a entender la naturaleza de la materia oscura. La materia oscura no interactúa con la luz, por lo que no podemos verla directamente. Sin embargo, la materia oscura tiene una influencia gravitacional en la materia visible, incluyendo las oscilaciones bariónicas. Al estudiar las oscilaciones bariónicas, los astrónomos pueden inferir la distribución de materia oscura en el universo.

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La estructura a gran escala se refiere a la distribución de materia en el Universo a escalas extremadamente grandes, que abarcan desde miles de millones de años luz hasta miles de millones de años luz. Esta estructura incluye galaxias, cúmulos de galaxias, supercúmulos y vacíos cósmicos, entre otros componentes.

Una característica importante de la estructura a gran escala es la presencia de oscilaciones bariónicas, también conocidas como oscilaciones acústicas de bariones (BAO, por sus siglas en inglés). Las oscilaciones bariónicas se originan durante la época del Universo temprano, poco después del Big Bang.

Durante esta época, el Universo era denso y caliente, y la materia estaba compuesta principalmente por bariones (partículas como protones y neutrones) y fotones (partículas de luz). Sin embargo, debido a las fluctuaciones de densidad en el Universo primordial, se produjeron pequeñas diferencias en la densidad de bariones y fotones en diferentes regiones.

Estas diferencias de densidad generaron ondas de sonido que viajaron a través del plasma de bariones y fotones. Sin embargo, cuando el Universo tenía aproximadamente 380,000 años, se enfrió lo suficiente como para que los electrones y los protones se combinaran para formar átomos neutros, lo que permitió que la luz viajara libremente sin ser dispersada por la materia. En ese momento, las ondas de sonido se “congelaron” en la estructura del Universo.

La presencia de las oscilaciones bariónicas puede ser detectada a través de mediciones precisas de la distribución de galaxias en el Universo actual. La estructura a gran escala muestra patrones característicos de agrupamiento y separación debido a las oscilaciones bariónicas. Estos patrones se manifiestan como fluctuaciones en la densidad de galaxias a escalas específicas y pueden ser detectados mediante técnicas de mapeo tridimensional del Universo.

Las oscilaciones bariónicas proporcionan información valiosa sobre las propiedades fundamentales del Universo, como su geometría y la composición de la materia y la energía oscuras. También permiten una calibración precisa de la expansión cósmica y han sido utilizadas en estudios para comprender la naturaleza de la energía oscura y la materia oscura, así como para probar y refinar modelos cosmológicos.

Se ven como si fueran neutronas en movimiento

Buen curso.