Πιστωτική εικόνα: RAS
Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν λάβει λεπτομερείς μετρήσεις της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων - η «ηχώ» από τη γέννηση του Σύμπαντος κατά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Αυτά τα αποτελέσματα φαίνεται να δείχνουν με αξιοσημείωτη ακρίβεια ότι το Σύμπαν μας κυριαρχείται από μυστηριώδη «κρύα σκοτεινή ύλη» και «σκοτεινή ενέργεια». Αλλά τώρα μια ομάδα αστρονόμων του Ηνωμένου Βασιλείου έχει βρει αποδείξεις ότι οι αρχέγονοι αντηχείς μικροκυμάτων μπορεί να έχουν τροποποιηθεί ή «καταστραφεί» στο ταξίδι τους 13 δισεκατομμυρίων ετών στη Γη.
Τα αποτελέσματα μιας ομάδας στο Πανεπιστήμιο του Ντάραμ, με επικεφαλής τον καθηγητή Tom Shanks, βασίζονται σε μια νέα ανάλυση δεδομένων από τον δορυφόρο Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) της NASA.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα κοντινά σμήνη γαλαξιών φαίνεται να βρίσκονται σε περιοχές του ουρανού όπου η θερμοκρασία των μικροκυμάτων είναι χαμηλότερη από τη μέση τιμή. Αυτή η συμπεριφορά θα μπορούσε να εξηγηθεί εάν το καυτό αέριο στα σμήνη των γαλαξιών έχει αλληλεπιδράσει με τα φωτόνια του Big Bang καθώς περνούσαν και κατέστρεψαν τις πληροφορίες που περιέχονται σε αυτήν την ηχώ της αρχέγονης βολίδας. Ρώσοι φυσικοί R. A. Sunyaev και Ya. Ο Β. Ζέλντοβιτς προέβλεψε ένα τέτοιο αποτέλεσμα στις αρχές της δεκαετίας του 1970, λίγο μετά την ανακάλυψη της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων.
Αυτό το φαινόμενο Sunyaev-Zeldovich έχει προηγουμένως παρατηρηθεί στις περιπτώσεις λεπτομερών παρατηρήσεων του φόντου μικροκυμάτων κοντά σε λίγα πλούσια σμήνη γαλαξιών και η ίδια η ομάδα WMAP ανέφεραν ότι βλέπουν το αποτέλεσμα στα δικά τους δεδομένα, κοντά σε κέντρα συμπλέγματος.
Τώρα η ομάδα του Durham έχει βρει στοιχεία ότι το ζεστό αέριο στις συστάδες μπορεί να επηρεάσει τους χάρτες φόντου μικροκυμάτων σε ακτίνα σχεδόν 1 βαθμού από τα κέντρα σμήνους γαλαξιών, μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή από ό, τι είχε προηγουμένως εντοπιστεί. Αυτό υποδηλώνει ότι οι θέσεις των "συστάδων συστάδων" ή "υπερσυσσωμάτων" μπορεί επίσης να συμπίπτουν με ψυχρότερα σημεία στο μοτίβο των διακυμάνσεων του φόντου των μικροκυμάτων.
«Τα φωτόνια στην ακτινοβολία φόντου μικροκυμάτων διασκορπίζονται από ηλεκτρόνια σε κοντινά σμήνη», δήλωσε ο καθηγητής Shanks. "Αυτό προκαλεί σημαντικές αλλαγές στην ακτινοβολία μέχρι να φτάσει σε εμάς."
"Εάν οι συστάδες γαλαξιών που βρίσκονται αρκετά δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη έχουν επίσης το ίδιο αποτέλεσμα, τότε πρέπει να εξετάσουμε εάν είναι απαραίτητο να τροποποιήσουμε την ερμηνεία μας για τους δορυφορικούς χάρτες της ακτινοβολίας φόντου μικροκυμάτων."
Εάν επιβεβαιωθεί το αποτέλεσμα του Durham, τότε οι συνέπειες για την κοσμολογία θα μπορούσαν να είναι πολύ σημαντικές. Η υπογραφή της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης έγκειται στη λεπτομερή δομή των κυματισμών που εντοπίστηκαν στο υπόβαθρο μικροκυμάτων, μικροσκοπικές μεταβολές θερμοκρασίας που δημιουργήθηκαν σε μια εποχή που η ακτίνα του Σύμπαντος ήταν χίλιες φορές μικρότερη από αυτήν που είναι σήμερα.
Εάν αυτό το αρχέγονο μοτίβο έχει καταστραφεί από διεργασίες που έλαβαν χώρα στο πρόσφατο παρελθόν, πολύ μετά τη δημιουργία γαλαξιών και συστάδων γαλαξιών, τότε, στην καλύτερη περίπτωση, θα περιπλέξει την ερμηνεία της ηχώ μικροκυμάτων και, στη χειρότερη περίπτωση, θα αρχίσει να υπονομεύει τα προηγούμενα στοιχεία για τόσο σκοτεινή ενέργεια όσο και κρύα σκοτεινή ύλη.
«Η δύναμη αυτών των υπέροχων δεδομένων WMAP είναι ότι υποδηλώνει ότι η ερμηνεία του φόντου μικροκυμάτων« echo »μπορεί να είναι λιγότερο απλή από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως», δήλωσε το μέλος της ομάδας Sir Arnold Wolfendale (προηγουμένως Astronomer Royal).
Η ομάδα του WMAP έχει ήδη αναφέρει ότι οι μετρήσεις τους για την ηχώ μικροκυμάτων του Big Bang ενδέχεται να έχουν τεθεί σε κίνδυνο από τη διαδικασία σχηματισμού γαλαξιών σε ένα ενδιάμεσο στάδιο στην ιστορία του Σύμπαντος. Παρουσίασαν στοιχεία ότι το αέριο που θερμαινόταν από πρωτόγονους αστέρες, γαλαξίες και κβάζαρ μπορεί επίσης να έχει καταστρέψει το σήμα μικροκυμάτων όταν το Σύμπαν ήταν 10 ή 20 φορές μικρότερο από ό, τι σήμερα. Έτσι, τόσο τα αποτελέσματα του WMAP όσο και του Durham υποδηλώνουν ότι η ηχώ του φούρνου μικροκυμάτων του Big Bang ίσως χρειαζόταν να περάσει πολλά περισσότερα εμπόδια στο ταξίδι της στη Γη από ό, τι είχε προηγουμένως σκεφτεί, με επακόλουθη πιθανή παραμόρφωση του αρχέγονου σήματος.
«Τα αποτελέσματά μας μπορεί τελικά να υπονομεύσουν την πεποίθηση ότι το Σύμπαν κυριαρχείται από ένα αόριστο σωματίδιο ψυχρής σκοτεινής ύλης και την ακόμη πιο αινιγματική σκοτεινή ενέργεια», δήλωσε ο καθηγητής Shanks.
Αν και τα στοιχεία παρατήρησης για το πρότυπο μοντέλο της κοσμολογίας παραμένουν ισχυρά, το μοντέλο περιέχει πολύ δυσάρεστες πτυχές. Αυτά προκύπτουν πρώτα επειδή βασίζεται σε δύο κομμάτια της «μη ανακαλυμμένης φυσικής» - κρύα σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια - κανένα από τα οποία δεν έχει εντοπιστεί στο εργαστήριο. Πράγματι, η εισαγωγή αυτών των δύο νέων στοιχείων αυξάνει σημαντικά την επιπλοκή του τυπικού πληθωριστικού μοντέλου Big Bang.
Τα προβλήματα της σκοτεινής ενέργειας τρέχουν ιδιαίτερα βαθιά: για παράδειγμα, η παρατηρούμενη πυκνότητα είναι τόσο μικρή που μπορεί να είναι κβαντικά μηχανικά ασταθής. Δημιουργεί επίσης προβλήματα για τις θεωρίες της κβαντικής βαρύτητας, που υποδηλώνουν ότι μπορεί να ζούμε σε ένα Σύμπαν με 10 ή 11 διαστάσεις, όλες συρρικνωμένες, με εξαιρέσεις τριών στο διάστημα και μία στον χρόνο.
Πολλοί θεωρητικοί θα ήθελαν λοιπόν μια οδό απόδρασης από το σημερινό πρότυπο κοσμολογίας και μένει να δούμε πόσο μακριά θα πάνε αυτές οι παρατηρήσεις που συζητήθηκαν από την ομάδα Durham προς αυτή την κατεύθυνση. Αν όμως είναι σωστό, προτείνουν ότι οι φήμες ότι ζούμε σε μια «Νέα Εποχή Κοσμολογίας Ακριβείας» μπορεί να αποδειχθούν πρόωρες!
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων RAS
