A Terra é o centro fixo do Universo?

(O movimento da Terra em torno do Sol causa um desvio Doppler na luz do Fundo de Micro-ondas Cósmico (CMB).)

Post do Mês: Julho de 2010

por
Steve Carlip

Assunto:    | A RCF é isotrópica e sua distribuição de energia é a de um corpo negro perfeito (em equilíbrio térmico)
Data:       | 13 jul 2010
Message-ID: | i1gfr0$uiu$1@speranza.aioe.org

Nota: Este post responde a uma alegação de que um modelo do cosmos com a Terra fixa e imóvel em seu centro está em acordo com as observações. Uma discussão mais completa pelo autor foi publicada três dias depois, aqui.

Steve Carlip abre:
I've just gotten back from "GR19," the main international conference on general relativity and gravitation. Of the 15 plenary talks -- the main talks on the most important topics, for the entire conference -- two were on the anisotropies of the CMB and its importance to cosmology.

Tony Pagano escreveu:
> Is the temperature distribution of the CMB isotropic--without any doubt---yes.

Não. Sem dúvida alguma, não é.

> Existe uma leve não uniformidade nos dados—sim—uma muito leve.

A desvio da isotropia já foi medido, de forma reprodutível, com grande precisão. Ele concorda muito precisamente com as previsões teóricas. Em particular, o espectro de potência de correlação angular -- a medida da relação entre as flutuações de temperatura em diferentes ângulos -- é uma curva bastante complicada, que, no entanto, concorda exaustivamente com a teoria. Você pode encontrar um gráfico do espectro de potência observado, com as barras de erro, em http://arxiv.org/abs/1001.4635 (veja a figura 1), juntamente com medições separadas do espectro temperatura-polarização (figura 3). Ambas as figuras também mostram as curvas previstas; note o ajuste muito bom.

Este espectro nos fornece informações detalhadas sobre o Universo muito primitivo. Quando o Universo era muito jovem e muito quente, a matéria comum era quase inteiramente um plasma de hidrogênio ionizado. As pequenas perturbações na densidade desse plasma propagaram-se como ondas sonoras, essencialmente, com velocidades que podem ser previstas com precisão a partir da física de laboratório comum. Isso resultou em correlações da densidade em distâncias previsíveis — o plasma era mais denso nos picos das ondas sonoras e menos denso nos vales — e essas correlações aparecem na temperatura medida da radiação cósmica de fundo (CMB).

(Quando o plasma esfriou, as áreas mais densas também serviram como sementes para a formação de galáxias. Isso também é testável — observamos correlações no número de galáxias que correspondem às correlações nas flutuações de temperatura do CMB. As palavras-chave relevantes são "oscilações acústicas de bárions".)

> No entanto, considerada como um todo, a RCF é isotrópica

Apenas se "tomado como um todo" significa "em média".

> e como apontado por Guth, a distribuição de energia é
> perfeitamente corpo negro; ou seja, em equilíbrio térmico.

Observe que isso significa que o Universo foi, uma vez, muito quente e em equilíbrio térmico. Mais sobre isso mais tarde.

> Guth também aponta que a isotropia é prevista pelo Big Bang, bem como as pequenas variações de temperatura.
>

E que as características quantitativas dessas variações correspondem às previsões.

> Mas e quanto às flutuações de temperatura muito pequenas. Guth (e Smoot,
> parafraseando) considerou as variações como corroborativas do
> Modelo Inflacionário e como evidência da formação da estrutura em
> grande escala no universo.

Como apoiado pelo fato de que a correlação entre estruturas em grande escala corresponde àquela das flutuações da RMC – ver acima.

> No entanto, todos os Modelos Inflacionários requerem matéria/energia escura fria
> que ninguém consegue encontrar.

As evidências para a matéria escura fria antecederam as medições da radiação cósmica de fundo (CMB) por décadas. A principal evidência provém da observação das órbitas de estrelas em galáxias e de gás em aglomerados de galáxias, juntamente com observações mais recentes da deflexão gravitacional da luz. As observações do CMB combinam-se harmoniosamente com as medidas independentes da matéria escura fria. Se não fosse assim, isso teria sido um problema para a teoria.

Da mesma forma, as evidências para a energia escura são independentes da RMC, provenientes de observações do brilho de supernovas a várias distâncias. Novamente, as observações da RMC combinam-se bem com observações independentes.

> E quando se assume
> que essas variações de temperatura menores são devidas a algum tipo de flutuações
> quânticas aleatórias (a suposição usual) no universo primitivo do "Big Bang",
> torna-se impossível explicar a surpreendentemente regular disposição das galáxias
> e aglomerados de galáxias (com a Terra no centro).

Você está inventando isso. Não existe tal arranjo. Dê uma olhada em http://www.sdss.org/includes/sideimages/sdss_pie2.html para um mapa das galáxias e aglomerados ao redor da Terra. Se você chamar isso de "regular", talvez queira visitar um oftalmologista.

[...]

> DeLaney pendurou seu chapéu em algumas variações muito menores, as quais Guth afirma
> que apenas descartam o Modelo do Estado Estacionário. O que ele não descarta é
> um universo euclidiano, não inflacionário e rotativo, com a Terra no
> centro. E o Modelo Geocêntrico não requer a invocação de matéria/energia escura fria inexistente.

De verdade, agora? Então talvez você possa explicar como esse modelo geocêntrico explica o seguinte? [Previsão: Tony não responderá.]

1. Quando um objeto se move em relação à RCF, a luz na direção do movimento é deslocada para o azul devido ao efeito Doppler, e a luz na direção oposta é deslocada para o vermelho, criando um padrão distintivo ("dipolo"). A RCF observada apresenta tal dipolo, correspondendo a uma velocidade de 370 km/s. Como o modelo geocêntrico explica isso?

2. Além desse dipolo geral, existe outro componente de dipolo que muda de direção de dia para dia, com um período de um ano. O desvio Doppler desse componente corresponde a um movimento circular com um período de um ano e uma velocidade de aproximadamente 30 km/s – veja Kogut et al., Ap. J. 419 (1993) 1. A explicação padrão é que esse desvio Doppler deve-se à órbita da Terra ao redor do Sol. Qual, exatamente, é a explicação do modelo geocêntrico?

3. Como você apontou acima, o CMB observado tem, em média, um espectro de corpo negro muito bom, o que, como você diz, implica que foi produzido em equilíbrio térmico. Na cosmologia padrão, isso é tomado como evidência de que o Universo estava, nos tempos iniciais, em equilíbrio térmico. Qual é a explicação do modelo geocêntrico? (Observe que espectros de corpo negro de objetos em temperaturas diferentes *não* somam um único espectro de corpo negro; sua resposta terá que explicar por que parece que todo o Universo estava uma vez em uma única temperatura.)

4. Você diz que o modelo geocêntrico não requer matéria escura fria. Como, então, ele explica as curvas de rotação de galáxias, que não correspondem à gravidade newtoniana se apenas a matéria diretamente observada estiver presente? Como ele explica as temperaturas de raios-X de aglomerados galácticos? Como ele explica as observações de lente gravitacional de massas? Como ele explica o Aglomerado do Balão?

5. Você diz que o modelo geocêntrico não requer energia escura. Como ele explica a relação observada de brilho/distância de supernovas?

Steve Carlip