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Nueva perspectiva sobre la estructura fundamental del universo

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Nueva perspectiva sobre la estructura fundamental del universo

Los investigadores utilizaron simulaciones para estudiar la red cósmica, el patrón filamentoso de galaxias que existe a gran escala en todo el universo. Al tratar la distribución de las galaxias como un conjunto de puntos y aplicar técnicas matemáticas desarrolladas para la ciencia de los materiales, cuantificaron el desorden relativo del universo y obtuvieron una mejor comprensión de su estructura fundamental. Crédito: NASA/Universidad de Chicago y Adler Planetarium and Astronomy Museum

El universo está salpicado de galaxias que, a gran escala, exhiben un patrón filamentoso, llamado red cósmica. Esta distribución heterogénea de la materia cósmica es, en cierto modo, como los arándanos en un muffin, donde la materia se acumula en algunas áreas, pero puede faltar en otras.

Sobre la base de una serie de simulaciones, los investigadores comenzaron a probar la estructura heterogénea del universo al tratar la distribución de las galaxias como una colección de puntos, como las partículas individuales de materia que componen un material, en lugar de una entrega continua. Esta técnica permitió la aplicación de las matemáticas desarrolladas para la ciencia de materiales para cuantificar el desorden relativo del universo, permitiendo una mejor comprensión de su estructura fundamental.

visualización web cósmica

Visualización de las estructuras más grandes del universo del Sloan Digital Sky Survey. Crédito: NASA/Universidad de Chicago y Adler Planetarium and Astronomy Museum

«Lo que descubrimos es que la distribución de las galaxias en el universo es bastante diferente de las propiedades físicas de los materiales convencionales, y tiene su propia firma única», explicó el coautor del estudio, Oliver Philcox.

Este libro, ahora publicado en Exploración física Xfue realizado por Salvatore Torquato, miembro y visitante frecuente del Instituto de Estudios Avanzados y profesor Lewis Bernard de Ciencias Naturales con sede en[{» attribute=»»>Princeton University’s departments of chemistry and physics; and Oliver Philcox a visiting Ph.D. student at the Institute from September 2020 to August 2022, now a Junior Fellow in the Simons Society of Fellows, hosted at Columbia University.


Esta visualización presenta una vista en 3D de las estructuras más grandes del universo. Comienza con datos del Sloan Digital Sky Survey y se aleja para revelar datos de WMAP. Crédito:[{» attribute=»»>NASA/University of Chicago and Adler Planetarium and Astronomy Museum

The pair analyzed public simulation data generated by Princeton University and the Flatiron Institute. Each of the 1,000 simulations consists of a billion dark matter “particles,” whose clusters, formed by gravitational evolution, serve as a proxy for galaxies.

One of the main results of the paper concerns the correlations of pairs of galaxies that are topologically connected to one another by means of the pair-connectedness function. Based on this—and the array of other descriptors that arise in the theory of heterogeneous media—the research team showed that on the largest scales (on the order of several hundred megaparsecs), the universe approaches hyperuniformity, while on smaller scales (up to 10 megaparsecs) it becomes almost antihyperuniform and strongly inhomogeneous.

Pinpoint Universe

A section of the universe (black and white), with dark matter halos indicated by points and their associated large-scale topological structures indicated by colors. Credit: Philcox & Torquato; The Quijote Simulations

“The perceived shift between order and disorder depends largely on scale,” stated Torquato. “The pointillist technique of Georges Seurat in the painting A Sunday on La Grande Jatte (see image below) produces a similar visual effect; the work appears disordered when viewed up-close and highly ordered from afar. In terms of the universe, the degree of order and disorder is more subtle, as with a Rorschach inkblot test that can be interpreted in an infinite number of ways.”

A Sunday on La Grande Jatte

“A Sunday on La Grande Jatte” by Georges Seurat.

Statistical tools, specifically nearest-neighbor distributions, clustering diagnostics, Poisson distributions, percolation thresholds, and the pair-connectedness function, allowed the researchers to develop a consistent and objective framework for measuring order. Therefore, their findings, while made in a cosmological context, translate to a number of other dynamical, physical systems.

This interdisciplinary work, combining the techniques of cosmology and condensed matter physics, has future implications for both fields. Beyond the distribution of galaxies, many other features of the universe can be explored with these tools, including cosmic voids and the ionized hydrogen bubbles that formed during the reionization phase of the universe. Conversely, the novel phenomena discovered about the universe may also provide insight into various material systems on Earth. The team recognizes that more work will be needed before these techniques can be applied to real data, but this work provides a strong proof-of-concept with significant potential.

Reference: “Disordered Heterogeneous Universe: Galaxy Distribution and Clustering across Length Scales” by Oliver H. E. Philcox and Salvatore Torquato, 14 March 2023, Physical Review X.
DOI: 10.1103/PhysRevX.13.011038

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

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La misión ClearSpace-1 cambia de objetivo en respuesta a una colisión de desechos espaciales

Imagen artística de Proba-1 en órbita ©ClearSpace

La misión de eliminación de desechos ClearSpace-1 cambió de objetivo después de detectar una colisión de desechos espaciales del objetivo con desechos imposibles de rastrear. Empresa de eliminación de desechos espaciales Espacio libre anunció la decisión el 24 de abril.

ClearSpace avanzó a la siguiente etapa de la misión ClearSpace-1 después de una revisión técnica y programática con el Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo de escombros se ha modificado para ajustar los requisitos de la misión, simplificar la estructura de su equipo industrial y reducir el riesgo.

Ahora se espera que la nueva misión ClearSpace-1 se encuentre con PROBA-1, una nave espacial de la ESA con capacidades totalmente autónomas que capturará y realizará una maniobra de disminución del perigeo en el veterano satélite espacial de 20 años. La misión utilizará un mecanismo de captura de cuatro brazos para agarrar el satélite cliente y luego reingresar de manera segura a la atmósfera de la Tierra, donde se quemará.

El objetivo inicial de la misión, un adaptador de carga útil VESPA que quedó en órbita durante el lanzamiento de Vega en 2013, era golpeado por otros desechos espaciales el año pasado.

La ESA ha permitido continuar con la fase preparatoria que será ejecutada por un consorcio liderado por la empresa alemana OHB SE, que suministrará el bus satélite y se encargará de la integración y lanzamiento del sistema. ClearSpace proporcionará liderazgo técnico en operaciones de proximidad y captura.

«Nos sentimos honrados de colaborar con OHB y permanecer a la vanguardia del servicio en órbita con la misión ClearSpace-1», dijo Luc Piguet, director ejecutivo de ClearSpace.

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.

Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.

Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.

Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.

Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC

La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».

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Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.

STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.

El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.

El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.

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Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.

La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

SpaceX envió otro lote de sus satélites de Internet Starlink al cielo hoy (23 de abril).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó hoy de la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida a las 6:17 p.m.EDT (22:17 GMT).

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