Las distorsiones espaciales del corrimiento al rojo son un efecto en la cosmología observacional donde la distribución espacial de las galaxias aparece aplastada y distorsionada cuando sus posiciones se trazan en función de su corrimiento al rojo en lugar de en función de su distancia. El efecto se debe a las peculiares velocidades de las galaxias que provocan un desplazamiento Doppler además del corrimiento al rojo provocado por la expansión cosmológica .
Las distorsiones del espacio por desplazamiento al rojo (RSD) se manifiestan de dos maneras particulares. El efecto Dedos de Dios es donde la distribución de galaxias se alarga en el espacio de corrimiento al rojo, con un eje de elongación apuntando hacia el observador. [1] Es causado por un cambio Doppler asociado con las velocidades aleatorias peculiares de las galaxias unidas en estructuras como los cúmulos. Las grandes velocidades que conducen a este efecto están asociadas a la gravedad del cúmulo mediante el teorema del virial ; cambian los corrimientos al rojo observados de las galaxias en el cúmulo. La desviación de la relación de la ley de Hubble entre distancia y corrimiento al rojo se altera, lo que conduce a mediciones de distancia inexactas.
Un efecto estrechamente relacionado es el efecto Kaiser, en el que la distorsión es causada por los movimientos coherentes de las galaxias a medida que caen hacia el centro del cúmulo a medida que éste se ensambla. [2] Dependiendo de la dinámica particular de la situación, el efecto Kaiser generalmente no conduce a un alargamiento, sino a un aparente aplanamiento ("panqueques de Dios"), de la estructura. Es un efecto mucho menor que el de los dedos de Dios, y se puede distinguir por el hecho de que ocurre en escalas mayores.
Los efectos anteriores son consecuencia de la relatividad especial y se han observado en datos reales. Hay efectos adicionales que surgen de la relatividad general. Una es la distorsión del desplazamiento al rojo gravitacional, que surge del desplazamiento al rojo gravitacional neto , o desplazamiento al azul, que se adquiere cuando el fotón sale del pozo de potencial gravitacional de la galaxia distante y luego cae en el pozo de potencial de la Vía Láctea. [3] Este efecto hará que las galaxias con un potencial gravitacional más alto que la Tierra parezcan ligeramente más cercanas, y las galaxias con un potencial más bajo aparecerán más lejanas.
Los otros efectos de la relatividad general sobre las estadísticas de agrupamiento se observan cuando la luz de una galaxia de fondo pasa cerca o a través de una galaxia o un cúmulo más cercano. Estos dos efectos son el efecto Sachs-Wolfe integrado (ISW) y las lentes gravitacionales . [4] En ISW, cuando un fotón pasa a través de un área de bajo potencial gravitacional, queda protegido de la expansión cosmológica del espacio, haciendo que la galaxia de fondo parezca más cercana. Las lentes gravitacionales, a diferencia de todos los efectos anteriores, distorsionan la posición aparente y el número de las galaxias de fondo.
Los RSD medidos en estudios de corrimiento al rojo de galaxias pueden usarse como una sonda cosmológica por derecho propio, proporcionando información sobre cómo se formó la estructura en el Universo [5] y cómo se comporta la gravedad a gran escala. [6]
Citas específicas:
Referencias generales: