Te cztery gromady galaktyk znalazły się wśród setek analiz w dużej ankiecie, aby sprawdzić, czy wszechświat jest taki sam we wszystkich kierunkach w dużych skalach. Wyniki badań sugerują, że koncepcja „izotropowego” wszechświata może nie do końca pasować.
(Zdjęcie: © NASA / CXC / Univ. Z Bonn / K. Migkas i in.)
Wszechświat może nie być taki sam we wszystkich kierunkach.
Szybkość ekspansji wszechświat wydaje się, że różnią się w zależności od miejsca, nowe raporty z badań. To odkrycie, jeśli zostanie potwierdzone, zmusiłoby astronomów do ponownej oceny tego, jak dobrze rozumieją kosmos.
„Jednym z filarów kosmologii - studium historii i losów całego wszechświata - jest to, że wszechświat jest„ izotropowy ”, co oznacza to samo we wszystkich kierunkach”, autor badań Konstantinos Migkas z Uniwersytetu w Bonn w Niemczech , powiedział w oświadczeniu. „Nasze prace pokazują, że w tym filarze mogą być pęknięcia”.
Od tego czasu wszechświat stale się powiększa od ponad 13,8 miliarda lat Big Bang - i w przyspieszającym tempie, dzięki tajemniczej sile zwanej ciemną energią. Równania oparte na ogólnej teorii względności Einsteina sugerują, że ekspansja ta jest izotropowa w dużych skalach przestrzennych, napisał Migkas we wtorek (7 kwietnia) w post na blogu o nowym badaniu.
Obserwacje kosmiczne mikrofalowe tło (CMB), przenikające wszechświatowe promieniowanie pozostałe po Wielkim Wybuchu, popiera to pojęcie, dodał: „CMB wydaje się być izotropowy, a kosmolodzy ekstrapolują tę właściwość bardzo wczesnego wszechświata na naszą obecną epokę, prawie 14 miliardów lat później."
Podkreślił jednak, że nie jest jasne, jak ważna jest ta ekstrapolacja ciemna energia był dominującym czynnikiem w ewolucji wszechświata w ciągu ostatnich 4 miliardów lat. „Niesamowita natura ciemnej energii nie pozwoliła jeszcze astrofizykom na właściwe jej zrozumienie” - napisał Migkas. „Dlatego zakładanie, że jest on izotropowy, jest na razie niemal skokiem wiary. To podkreśla pilną potrzebę zbadania, czy dzisiejszy wszechświat jest izotropowy, czy nie.”
Nowe badanie podaje wyniki jednego z takich badań. Migkas i jego koledzy studiowali 842 gromady galaktyk, największe struktury związane grawitacyjnie we wszechświecie, wykorzystujące dane zebrane przez trzy teleskopy: Obserwatorium Chandra X-ray NASA, XMM-Newton w Europie oraz Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics, wspólne japońsko-amerykańskie Stany Zjednoczone. misja zakończona w 2001 roku.
Naukowcy określili temperaturę każdej gromady, analizując emisje rentgenowskie pochodzące z ogromnych pól gorącego gazu w nich zawartych. Wykorzystali te informacje o temperaturze, aby oszacować nieodłączną jasność promieni X każdego skupienia, bez konieczności uwzględniania zmiennych kosmologicznych, takich jak szybkość ekspansji wszechświata.
Następnie naukowcy obliczyli jasność promieniowania rentgenowskiego dla każdej gromady w inny sposób, który wymagał wiedzy o ekspansji wszechświata. W ten sposób ujawniono pozorne tempo ekspansji na całym niebie - i te wskaźniki nie wszędzie pasowały.
„Udało nam się wskazać region, który wydaje się rozwijać wolniej niż reszta wszechświata, i taki, który wydaje się rozwijać szybciej!” Migkas napisał w poście na blogu. „Co ciekawe, nasze wyniki zgadzają się z kilkoma poprzednie badania zastosowali inne metody, z tą różnicą, że zidentyfikowaliśmy tę „anizotropię” na niebie ze znacznie większą pewnością siebie i stosując obiekty równomiernie pokrywające całe niebo ”.
Możliwe, że wynik ten ma względnie prozaiczne wyjaśnienie. Na przykład gromady galaktyk w obszarach anomalnych są przyciągane silnie grawitacyjnie przez inne gromady, co daje złudzenie innego tempa ekspansji.
Naukowcy twierdzą, że takie efekty są widoczne w mniejszych skalach przestrzennych we wszechświecie. Ale nowe badania sondują gromady w odległości do 5 miliardów lat świetlnych stąd i nie jest jasne, czy holowniki grawitacyjne mogłyby pokonać siły ekspansji na tak dużych odległościach, dodali.
Jeśli zaobserwowane różnice w szybkości ekspansji są rzeczywiście rzeczywiste, mogą ujawnić intrygujące nowe szczegóły dotyczące działania wszechświata. Na przykład, być może sama ciemna energia zmienia się w różnych kosmosach.
„Byłoby niezwykłe, gdyby odkryto, że ciemna energia ma różne siły w różnych częściach wszechświata”, powiedział współautor badania Thomas Reiprich, również z Uniwersytetu w Bonn, w tym samym oświadczeniu. „Potrzebne byłyby jednak znacznie więcej dowodów, aby wykluczyć inne wyjaśnienia i przedstawić przekonujący argument”.
Nowe badanie pojawia się w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics z kwietnia 2020 r. Możesz go przeczytać za darmo na internetowej stronie z nadrukiem arXiv.org.
- Jak wszechświat może rozszerzać się szybciej niż prędkość światła?
- Nasz wszechświat rentgenowski: niesamowite zdjęcia NASA Chandra X-Ray Observatory
- 7 zaskakujących rzeczy o wszechświecie
