Ta su četiri galaksija bila među stotinama analiziranih u velikom istraživanju kako bi se provjerilo je li svemir isti u svim smjerovima tijekom velikih razmjera. Rezultati studije sugeriraju da koncept "izotropnog" svemira možda ne odgovara u potpunosti.
(Slika: © NASA / CXC / Univ. Iz Bonna / K. Migkas i dr.)
Svemir možda ipak nije isti u svakom smjeru.
Stopa širenja od svemir čini se da se razlikuje od mjesta do mjesta, izvješćuje novo istraživanje. Ovo otkriće, ako se potvrdi, prisiliće astronoma da procijene koliko dobro razumiju svemir.
"Jedan od stubova kozmologije - proučavanje povijesti i sudbine čitavog svemira - je da je svemir" izotropan ", znači isti u svim smjerovima", voditelj studije Konstantinos Migkas sa Sveučilišta u Bonnu u Njemačkoj , stoji u izjavi, "Naš rad pokazuje da u tom stupu mogu biti pukotine."
Svemir se neprekidno širi više od 13,8 milijardi godina veliki prasak - i to ubrzavanjem, zahvaljujući tajanstvenoj sili koja se zove tamna energija. Jednadžbe koje se temelje na Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti sugeriraju da je ovo širenje izotropno na velikim prostornim mjerilima, napisao je Migkas u utorak (7. travnja) u blog blog o novoj studiji.
Opažanja kozmička mikrovalna pozadina (CMB), zračenje koje prožima svemir preostalo od Velikog praska, podržava ovu ideju, dodao je: "Čini se da je CMB izotropna, a kosmolozi ekstrapoliraju ovo svojstvo vrlo ranog svemira u našu trenutnu epohu, gotovo 14 milijardi godina kasnije."
Ali nije jasno koliko je ta ekstrapolacija valjana, naglasio je, napomenuvši to tamna energija bio je dominantan faktor u evoluciji svemira tijekom posljednje 4 milijarde godina. "Zbunjujuća priroda tamne energije još nije omogućila astrofizičarima da je pravilno razumiju", napisao je Migkas. "Stoga, pretpostavka da je izotropna za sada je gotovo skok vjere. To ukazuje na hitnu potrebu istražiti je li današnji svemir izotropan ili ne."
Nova studija izvještava o rezultatima jedne takve istrage. Migkas i njegovi kolege studirali su 842 nakupine galaksija, najveće gravitaciono vezane strukture u svemiru, koristeći podatke prikupljene tri svemirska teleskopa: NASA-in Chandra X-ray Observatory, europski XMM-Newton i Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics, zajednički Japan-U.S. misije koja je završila 2001. godine.
Istraživači su utvrdili temperaturu svakog klastera analizom rendgenskih emisija koje dolaze iz ogromnih polja vrućeg plina u njima. Koristili su ovu temperaturnu informaciju za procjenu svojstvene rendgenske svjetline svakog klastera, bez potrebe da uzimaju u obzir kosmološke varijable, poput brzine širenja u svemiru.
Zatim su istraživači izračunali rendgensku svjetlinu za svaki klaster na drugačiji način, onaj koji zahtijeva znanje o širenju svemira. Tako su otkrili prividne stope širenja po cijelom nebu - a te se stope ne podudaraju svugdje.
"Uspjeli smo utvrditi regiju koja se, čini se, širi sporije od ostatka svemira, i onu koja se čini da se širi brže!" Migkas je napisao u postu na blogu. "Zanimljivo je da se naši rezultati slažu s nekoliko prethodne studije koji su koristili druge metode, s tom razlikom što smo ovu "anizotropiju" na nebu identificirali s mnogo većom samopouzdanjem i koristeći predmete koji ravnomjernije pokrivaju cijelo nebo. "
Moguće je da ovaj rezultat ima relativno prozaično objašnjenje. Na primjer, možda grozdovi galaksije u anomaličnim područjima teško gravitacijski povlače druge skupine, što daje iluziju o različitoj brzini širenja.
Takvi su efekti vidljivi na manjim prostornim mjerilima u svemiru, rekli su istraživači. No, nova studija provjerava nakupine udaljene do 5 milijardi svjetlosnih godina, a nejasno je mogu li gravitacijski tegljači nadvladati ekspanzijske sile na tako velikim udaljenostima, dodali su.
Ako su promatrane razlike u brzini ekspanzije doista stvarne, mogle bi otkriti intrigantne nove detalje o tome kako svemir djeluje. Na primjer, možda tamna energija sama po sebi varira od mjesta do mjesta u kozmosu.
"Bilo bi izvanredno kada bi se otkrilo da tamna energija ima različitu snagu u različitim dijelovima svemira", rekao je u istoj izjavi koautor studije Thomas Reiprich, također sa Sveučilišta u Bonnu. "Međutim, trebalo bi mnogo više dokaza da se isključe druga objašnjenja i uvjerljiv slučaj."
Nova studija pojavljuje se u izdanju časopisa Astronomy and Astrophysics za travanj 2020. godine. Možete ga besplatno pročitati na web mjestu za pretpristupni tisak arXiv.org.
- Kako se svemir može proširiti brže od brzine svjetlosti?
- Naš rendgenski svemir: nevjerojatne fotografije NASA-inog opservatorija Chandra
- 7 iznenađujućih stvari o svemiru
