Cuantización del corrimiento al rojo

La cuantización del corrimiento al rojo , también conocida como periodicidad del corrimiento al rojo , ^{[ 1 ]} discretización del corrimiento al rojo , ^{[ 2 ]} corrimientos al rojo preferidos ^{[ 3 ]} y bandas de magnitud de corrimiento al rojo , ^{[ 4 ] [ 5 ]} es la hipótesis de que los corrimientos al rojo de objetos cosmológicamente distantes (en particular galaxias y cuásares ) tienden a agruparse alrededor de múltiplos de algún valor particular.

En los modelos cosmológicos inflacionarios estándar , el corrimiento al rojo de los cuerpos celestes se atribuye a la expansión del universo, donde un mayor corrimiento al rojo indica una mayor distancia cósmica a la Tierra (véase la ley de Hubble ). Esto se conoce como corrimiento al rojo cosmológico y es una de las principales pruebas del Big Bang . Según la ley de Hubble, los corrimientos al rojo cuantizados de los objetos indicarían que estos se distribuyen en un patrón cuantizado alrededor de la Tierra. Sin embargo, se postula con mayor frecuencia que el corrimiento al rojo no está relacionado con la expansión cósmica y es el resultado de algún otro mecanismo físico, denominado "corrimiento al rojo intrínseco" o "corrimiento al rojo no cosmológico".

En 1973, el astrónomo William G. Tifft fue el primero en informar sobre la evidencia de este patrón. El discurso posterior se centró en si los estudios de corrimiento al rojo de cuásares (QSO) han producido evidencia de cuantización en exceso de lo esperado debido al efecto de selección o al agrupamiento galáctico . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} La idea ha estado en los márgenes de la astronomía desde mediados de la década de 1990 y ahora es descartada por la gran mayoría de los astrónomos, pero algunos científicos que defienden modelos cosmológicos no estándar , incluidos aquellos que rechazan la teoría del Big Bang, se han referido a la evidencia de cuantización del corrimiento al rojo como razón para rechazar las explicaciones convencionales del origen y la evolución del universo . ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

György Paál (para cuásares, 1971 ^{[ 13 ]} ) y William G. Tifft (para galaxias) fueron los primeros en investigar la posible cuantización del corrimiento al rojo, refiriéndose a ella como "correlación de bandas de magnitud de corrimiento al rojo". ^{[ 14 ]} En 1973, escribió:

"Utilizando más de 200 desplazamientos al rojo en Coma, Perseo y A2199, se indica la presencia de una periodicidad distintiva relacionada con la banda en los desplazamientos al rojo. Finalmente, se presenta una nueva muestra de desplazamientos al rojo precisos de galaxias brillantes de Coma en una sola banda, que muestra una fuerte periodicidad de desplazamiento al rojo de 220 km s⁻¹ ^. Se establece un límite superior de 20 km s⁻¹ ^para el componente interno de desplazamiento al rojo Doppler del movimiento en el cúmulo de Coma". ^{[ 15 ]}

Tifft sugirió que esta observación entraba en conflicto con los escenarios cosmológicos estándar. En resumen, afirma:

"A lo largo del desarrollo del programa, ha parecido cada vez más claro que el corrimiento al rojo tiene propiedades incompatibles con una interpretación simple de cambio de velocidad y/o escala cósmica. Se han señalado diversas implicaciones de vez en cuando, pero básicamente el trabajo se basa en observaciones." ^{[ 16 ]}

En 1971, a partir de la cuantización del corrimiento al rojo, G. Paál planteó la idea de que el Universo podría tener una estructura topológica no trivial . ^{[ 17 ]}

Los estudios realizados en los años 80 y principios de los 90 arrojaron resultados confirmatorios:

1. En 1989, Martin R. Croasdale informó haber encontrado una cuantización de los desplazamientos al rojo utilizando una muestra diferente de galaxias en incrementos de 72  km/s o Δ z =2,4 × 10 ⁻⁴ (donde Δ z denota el cambio de frecuencia expresado como una proporción de la frecuencia inicial). ^{[ 18 ]}
2. En 1990, Bruce Guthrie y William Napier informaron haber encontrado una "posible periodicidad" de la misma magnitud para un conjunto de datos ligeramente mayor limitado a galaxias espirales brillantes y excluyendo otros tipos. ^{[ 19 ]}
3. En 1992, Guthrie y Napier propusieron la observación de una periodicidad diferente en incrementos de Δ z =1,24 × 10 ⁻⁴ en una muestra de 89 galaxias. ^{[ 20 ]}
4. En 1992, Paal et al. y Holba et al. concluyeron que había una periodicidad inexplicable de los desplazamientos al rojo en un reanálisis de una gran muestra de galaxias. ^{[ 21 ] [ 22 ]}
5. En 1997, Guthrie y Napier llegaron a la misma conclusión:

Hasta el momento, se han utilizado en el estudio los desplazamientos al rojo de más de 250 galaxias con perfiles de HI de alta precisión. En submuestras seleccionadas de forma consistente de los conjuntos de datos con precisión suficiente examinados hasta ahora, se ha encontrado que la distribución del desplazamiento al rojo está fuertemente cuantizada en el marco de referencia galactocéntrico. ... Los niveles de confianza formales asociados con estos resultados son extremadamente altos. ^{[ 23 ]}

El debate más reciente se ha centrado en si los estudios de corrimiento al rojo de cuásares (QSO) proporcionan evidencia de cuantización más allá de la que se puede explicar mediante el efecto de selección . Esto se ha visto favorecido por los avances en la catalogación a finales de la década de 1990, que han aumentado sustancialmente el tamaño de las muestras utilizadas en las mediciones astronómicas.