En cosmología física , el principio copernicano establece que los humanos, en la Tierra o en el Sistema Solar , no son observadores privilegiados del universo , [1] que las observaciones desde la Tierra son representativas de las observaciones desde la posición promedio en el universo. Llamado así por el heliocentrismo copernicano , es una suposición de trabajo que surge de una extensión cosmológica modificada del argumento de Copérnico sobre una Tierra en movimiento. [2]
Hermann Bondi nombró el principio en honor a Copérnico a mediados del siglo XX, aunque el principio en sí se remonta al cambio de paradigma de los siglos XVI y XVII que se alejó del sistema ptolemaico , que colocaba a la Tierra en el centro del universo . Copérnico propuso que el movimiento de los planetas podría explicarse haciendo referencia a la suposición de que el Sol está ubicado en el centro y es estacionario, en contraste con el geocentrismo . Sostuvo que el aparente movimiento retrógrado de los planetas es una ilusión provocada por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol , que el modelo copernicano situaba en el centro del universo. El propio Copérnico estaba motivado principalmente por la insatisfacción técnica con el sistema anterior y no por el apoyo a ningún principio de mediocridad . [3] Aunque el modelo heliocéntrico copernicano se describe a menudo como "degradando" a la Tierra de su papel central que tenía en el modelo geocéntrico ptolemaico, fueron los sucesores de Copérnico, en particular el siglo XVI Giordano Bruno , quienes adoptaron esta nueva perspectiva. Se había interpretado que la posición central de la Tierra se encontraba en las "partes más bajas y sucias". En cambio, como dijo Galileo, la Tierra es parte de la "danza de las estrellas" y no del "sumidero donde se acumula la suciedad y lo efímero del universo". [4] [5] A finales del siglo XX, Carl Sagan preguntó: "¿Quiénes somos? Descubrimos que vivimos en un planeta insignificante formado por una estrella monótona perdida en una galaxia escondida en algún rincón olvidado de un universo en el que hay Hay muchas más galaxias que personas". [6]
Mientras que el principio copernicano se deriva de la negación de suposiciones pasadas, como el geocentrismo , el heliocentrismo o el galactocentrismo que afirman que los humanos están en el centro del universo, el principio copernicano es más fuerte que el acentrismo , que simplemente afirma que los humanos no están en el centro del universo. centro del universo. El principio copernicano supone acentrismo y también establece que los observadores humanos o las observaciones desde la Tierra son representativas de las observaciones desde la posición promedio en el universo. Michael Rowan-Robinson enfatiza el principio copernicano como prueba de umbral para el pensamiento moderno, afirmando que: "Es evidente que en la era poscopernicana de la historia humana, ninguna persona racional y bien informada puede imaginar que la Tierra ocupa una posición única. En el universo." [7]
La mayor parte de la cosmología moderna se basa en el supuesto de que el principio cosmológico es casi cierto, aunque no exactamente, en las escalas más grandes. El principio copernicano representa el supuesto filosófico irreductible necesario para justificar esto, cuando se combina con las observaciones. Si se asume el principio copernicano y se observa que el universo parece isotrópico o igual en todas las direcciones desde el punto de vista de la Tierra, entonces se puede inferir que el universo es generalmente homogéneo o igual en todas partes (en cualquier momento dado) y también es isotrópico. sobre cualquier punto dado. Estas dos condiciones constituyen el principio cosmológico . [7]
En la práctica, los astrónomos observan que el universo tiene estructuras heterogéneas o no uniformes hasta la escala de supercúmulos galácticos , filamentos y grandes vacíos . En el actual modelo Lambda-CDM , el modelo predominante de cosmología en la era moderna, se predice que el universo se volverá cada vez más homogéneo e isotrópico cuando se observe a escalas cada vez mayores, con poca estructura detectable en escalas de más de aproximadamente 260 millones. pársecs . [8] Sin embargo, evidencia reciente de cúmulos de galaxias , [9] [10] cuásares , [11] y supernovas de tipo Ia [12] sugiere que la isotropía se viola a gran escala. Además, se han descubierto varias estructuras a gran escala, como el LQG Clowes-Campusano , la Gran Muralla Sloan , [13] U1.11 , el Huge-LQG , la Gran Muralla Hércules-Corona Boreal , [14] y el Gigante. Arc , [15] todo lo cual indica que se podría violar la homogeneidad.
En escalas comparables al radio del universo observable, vemos cambios sistemáticos con la distancia a la Tierra. Por ejemplo, a mayores distancias, las galaxias contienen más estrellas jóvenes y están menos agrupadas, y los quásares parecen más numerosos. Si se asume el principio de Copérnico, entonces se deduce que esto es evidencia de la evolución del universo con el tiempo: esta luz distante ha tardado la mayor parte de la edad del universo en llegar a la Tierra y muestra el universo cuando era joven. La luz más distante de todas, la radiación cósmica de fondo de microondas , es isotrópica al menos en una parte entre mil.
Bondi y Thomas Gold utilizaron el principio copernicano para defender el principio cosmológico perfecto que sostiene que el universo también es homogéneo en el tiempo y es la base de la cosmología del estado estacionario . [16] Sin embargo, esto entra fuertemente en conflicto con la evidencia de la evolución cosmológica mencionada anteriormente: el universo ha progresado desde condiciones extremadamente diferentes en el Big Bang , y continuará progresando hacia condiciones extremadamente diferentes, particularmente bajo la creciente influencia de la energía oscura , aparentemente hacia la Gran Helada o el Gran Desgarro .
Desde la década de 1990, el término se ha utilizado (indistintamente con "el método de Copérnico") para la predicción de la duración de los acontecimientos en curso basada en la inferencia bayesiana de J. Richard Gott , una versión generalizada del argumento del fin del mundo . [ se necesita aclaración ]
El principio copernicano nunca ha sido probado y, en el sentido más general, no puede probarse, pero está implícito en muchas teorías modernas de la física. Los modelos cosmológicos a menudo se derivan con referencia al principio cosmológico , un poco más general que el principio copernicano, y muchas pruebas de estos modelos pueden considerarse pruebas del principio copernicano. [17]
Antes incluso de que se acuñara el término principio copernicano, se demostró que eran falsas suposiciones pasadas, como el geocentrismo , el heliocentrismo y el galactocentrismo , que afirmaban que la Tierra, el Sistema Solar o la Vía Láctea, respectivamente, estaban ubicados en el centro del universo. La Revolución Copérnica destronó a la Tierra y la convirtió en sólo uno de los muchos planetas que orbitan alrededor del Sol. Halley mencionó el movimiento adecuado . William Herschel descubrió que el Sistema Solar se mueve a través del espacio dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, en forma de disco . Edwin Hubble demostró que la Vía Láctea es solo una de las muchas galaxias del universo. El examen de la posición y el movimiento de la galaxia en el universo condujo a la teoría del Big Bang y a toda la cosmología moderna .
Las pruebas recientes y planificadas relevantes para los principios cosmológicos y copernicanos incluyen:
El modelo estándar de cosmología, el modelo Lambda-CDM , asume el principio copernicano y el principio cosmológico más general . Algunos cosmólogos y físicos teóricos han creado modelos sin los principios cosmológicos o copernicanos para limitar los valores de los resultados de observación, abordar cuestiones específicas conocidas en el modelo Lambda-CDM y proponer pruebas para distinguir entre los modelos actuales y otros modelos posibles.
Un ejemplo destacado en este contexto es la cosmología no homogénea , para modelar el universo en aceleración observado y la constante cosmológica . En lugar de utilizar la idea actualmente aceptada de energía oscura , este modelo propone que el universo es mucho más heterogéneo de lo que se supone actualmente y, en cambio, estamos en un vacío extremadamente grande y de baja densidad. [31] Para igualar las observaciones tendríamos que estar muy cerca del centro de este vacío, contradiciendo inmediatamente el principio copernicano.
Si bien a veces se dice que el modelo del Big Bang en cosmología se deriva del principio copernicano junto con observaciones de corrimiento al rojo, todavía se puede suponer que el modelo del Big Bang es válido en ausencia del principio copernicano, porque el fondo cósmico de microondas , las nubes de gas primordiales, y la estructura , evolución y distribución de las galaxias proporcionan evidencia, independientemente del principio copernicano, a favor del Big Bang. Sin embargo, los principios clave del modelo del Big Bang, como la expansión del universo, se convierten en suposiciones similares al principio copernicano, en lugar de derivarse del principio y las observaciones copernicanas.
