Αυτά τα τέσσερα γαλαξιακά σμήνη ήταν μεταξύ εκατοντάδων που αναλύθηκαν σε μια μεγάλη έρευνα για να ελέγξουν εάν το σύμπαν είναι το ίδιο σε όλες τις κατευθύνσεις σε μεγάλες κλίμακες. Τα αποτελέσματα της μελέτης υποδηλώνουν ότι η έννοια ενός «ισοτροπικού» σύμπαντος μπορεί να μην ταιριάζει πλήρως.
(Εικόνα: © NASA / CXC / Univ. Of Bonn / K. Migkas et al.)
Το σύμπαν μπορεί να μην είναι το ίδιο σε κάθε κατεύθυνση.
Ο ρυθμός επέκτασης του το σύμπαν φαίνεται να διαφέρει από τόπο σε τόπο, αναφέρει μια νέα μελέτη. Αυτό το εύρημα, εάν επιβεβαιωθεί, θα αναγκάσει τους αστρονόμους να επανεκτιμήσουν πόσο καλά κατανοούν τον Κόσμο.
«Ένας από τους πυλώνες της κοσμολογίας - η μελέτη της ιστορίας και της μοίρας ολόκληρου του σύμπαντος - είναι ότι το σύμπαν είναι« ισοτροπικό », που σημαίνει το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις», επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Κωνσταντίνος Μίγκκας, του Πανεπιστημίου της Βόννης στη Γερμανία , είπε σε μια δήλωση. "Η δουλειά μας δείχνει ότι ενδέχεται να υπάρχουν ρωγμές σε αυτόν τον πυλώνα."
Το σύμπαν επεκτείνεται συνεχώς για περισσότερα από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια από τότε η μεγάλη έκρηξη - και με επιταχυνόμενο ρυθμό, χάρη σε μια μυστηριώδη δύναμη που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια. Οι εξισώσεις που βασίζονται στη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν υποδηλώνουν ότι αυτή η επέκταση είναι ισοτροπική σε μεγάλες χωρικές κλίμακες, έγραψε ο Μίγκας την Τρίτη (7 Απριλίου) ανάρτηση για τη νέα μελέτη.
Παρατηρήσεις του κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB), η ακτινοβολία που διαπερνά το σύμπαν που έχει απομείνει από το Big Bang, υποστηρίζει αυτή την ιδέα, πρόσθεσε: «Το CMB φαίνεται να είναι ισοτροπικό και οι κοσμολόγοι παρεκτείνουν αυτήν την ιδιότητα του πολύ πρώιμου σύμπαντος στην τρέχουσα εποχή μας, σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα."
Αλλά δεν είναι σαφές πόσο έγκυρη είναι αυτή η παρέκταση, τόνισε, σημειώνοντας ότι σκοτεινή ενέργεια υπήρξε ο κυρίαρχος παράγοντας στην εξέλιξη του σύμπαντος τα τελευταία 4 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. Η «εκπληκτική φύση της σκοτεινής ενέργειας δεν έχει επιτρέψει στους αστροφυσικούς να το καταλάβουν σωστά», έγραψε ο Μίγκκας. "Επομένως, αν υποθέσουμε ότι είναι ισοτροπικό είναι σχεδόν ένα άλμα πίστης προς το παρόν. Αυτό τονίζει την επείγουσα ανάγκη να διερευνηθεί εάν το σημερινό σύμπαν είναι ισοτροπικό ή όχι."
Η νέα μελέτη αναφέρει τα αποτελέσματα μιας τέτοιας έρευνας. Ο Μίγκας και οι συνάδελφοί του μελέτησαν το 842 συστάδες γαλαξιών, οι μεγαλύτερες βαρυτικά συνδεδεμένες δομές στο σύμπαν, χρησιμοποιώντας δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τρία διαστημικά τηλεσκόπια: το παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA, το XMM-Newton της Ευρώπης και τον προηγμένο δορυφόρο για την κοσμολογία και την αστροφυσική, ένα κοινό Ιαπωνικό-Η.Π.Α. αποστολή που έληξε το 2001.
Οι ερευνητές καθόρισαν τη θερμοκρασία κάθε συμπλέγματος αναλύοντας τις εκπομπές ακτίνων Χ που προέρχονται από τεράστια πεδία θερμού αερίου μέσα σε αυτά. Χρησιμοποίησαν αυτές τις πληροφορίες θερμοκρασίας για να εκτιμήσουν την εγγενή φωτεινότητα των ακτίνων-Χ κάθε συμπλέγματος, χωρίς να χρειάζεται να λάβουν υπόψη τις κοσμολογικές μεταβλητές όπως ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές υπολόγισαν τη φωτεινότητα των ακτίνων Χ για κάθε συστάδα με διαφορετικό τρόπο, κάτι που απαιτεί γνώση της επέκτασης του σύμπαντος. Κάτι τέτοιο αποκάλυψε φαινομενικά ποσοστά επέκτασης σε ολόκληρο τον ουρανό - και αυτά τα ποσοστά δεν ταιριάζουν παντού.
"Καταφέραμε να εντοπίσουμε μια περιοχή που φαίνεται να επεκτείνεται πιο αργά από το υπόλοιπο σύμπαν και μια που φαίνεται να επεκτείνεται πιο γρήγορα!" Ο Μίγκκας έγραψε στην ανάρτηση του ιστολογίου. Είναι ενδιαφέρον ότι τα αποτελέσματά μας συμφωνούν με πολλά προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποίησαν άλλες μεθόδους, με τη διαφορά ότι αναγνωρίσαμε αυτήν την «ανισοτροπία» στον ουρανό με πολύ μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση και χρησιμοποιώντας αντικείμενα που καλύπτουν όλο τον ουρανό πιο ομοιόμορφα. "
Είναι πιθανό αυτό το αποτέλεσμα να έχει μια σχετικά μωσαϊκή εξήγηση. Για παράδειγμα, ίσως οι συστάδες γαλαξιών στις ανώμαλες περιοχές τραβούνται σκληρά βαρυτικά από άλλες συστάδες, δίνοντας την ψευδαίσθηση ενός διαφορετικού ρυθμού επέκτασης.
Τέτοια αποτελέσματα φαίνονται σε μικρότερες χωρικές κλίμακες στο σύμπαν, ανέφεραν οι ερευνητές. Ωστόσο, η νέα μελέτη ανιχνεύει συστάδες έως και 5 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά και δεν είναι σαφές εάν τα βαρυτικά ρυμουλκά θα μπορούσαν να κατακλύσουν τις δυνάμεις επέκτασης σε τόσο μεγάλες αποστάσεις, πρόσθεσαν.
Εάν οι παρατηρούμενες διαφορές ρυθμού επέκτασης είναι πράγματι πραγματικές, θα μπορούσαν να αποκαλύψουν ενδιαφέρουσες νέες λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του σύμπαντος. Για παράδειγμα, ίσως η ίδια η σκοτεινή ενέργεια διαφέρει από τόπο σε τόπο σε ολόκληρο τον κόσμο.
"Θα ήταν αξιοσημείωτο εάν η σκοτεινή ενέργεια βρέθηκε να έχει διαφορετικές δυνάμεις σε διαφορετικά μέρη του σύμπαντος", δήλωσε στην ίδια δήλωση ο συν-συγγραφέας της μελέτης Thomas Reiprich, επίσης του Πανεπιστημίου της Βόννης. "Ωστόσο, θα χρειαστούν πολύ περισσότερα στοιχεία για να αποκλείσουμε άλλες εξηγήσεις και να κάνουμε μια πειστική υπόθεση".
Η νέα μελέτη εμφανίζεται στο τεύχος Απριλίου 2020 του περιοδικού Astronomy and Astrophysics. Μπορείτε να το διαβάσετε δωρεάν στον διαδικτυακό ιστότοπο προεκτύπωσης arXiv.org.
- Πώς μπορεί το σύμπαν να επεκταθεί γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός;
- Το σύμπαν ακτίνων Χ: εκπληκτικές φωτογραφίες από το Παρατηρητήριο Chandra X-Ray της NASA
- 7 εκπληκτικά πράγματα για το σύμπαν
