Odkąd ludzie dowiedzieli się, że Droga Mleczna nie była wyjątkowa ani samotna na nocnym niebie, astronomowie i kosmolodzy próbowali dowiedzieć się, ile galaktyk znajduje się we Wszechświecie. A do niedawna nasze największe umysły naukowe uważały, że mają całkiem niezły pomysł - od 100 do 200 miliardów.
Jednak nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Wielkiej Brytanii ujawniło coś zaskakującego w Wszechświecie. Wykorzystując obrazy głębokiego pola Hubble'a i dane z innych teleskopów, doszli do wniosku, że poprzednie szacunki były pomniejszone o współczynnik około 10. Wszechświat, jak się okazuje, mógł mieć w nim do 2 bilionów galaktyk w trakcie swojego historia.
Zespół kierowany przez prof. Christophera Conselice z University of Nottingham w Wielkiej Brytanii połączył zdjęcia wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a z innymi opublikowanymi danymi, aby stworzyć trójwymiarową mapę Wszechświata. Następnie wprowadzili szereg nowych modeli matematycznych, które pozwoliły im wnioskować o istnieniu galaktyk, które nie są wystarczająco jasne, aby mogły być obserwowane przez obecne instrumenty.
Korzystając z nich, zaczęli analizować ewolucję galaktyk w ciągu ostatnich 13 miliardów lat. To, czego się nauczyli, było dość fascynujące. Po pierwsze, zaobserwowali, że rozkład galaktyk w całej historii Wszechświata nie był równy. Co więcej, odkryli, że aby wszystko w ich obliczeniach się sumowało, we wczesnym wszechświecie musiało być 10 razy więcej galaktyk, niż wcześniej sądzono.
Większość z tych galaktyk miałaby masę podobną do galaktyk satelitarnych obserwowanych wokół Drogi Mlecznej i byłaby zbyt słaba, aby zostać zauważonym przez dzisiejsze instrumenty. Innymi słowy, astronomowie do tej pory mogli zobaczyć tylko około 10% wczesnego Wszechświata, ponieważ większość jego galaktyk była zbyt mała i słaba, aby być widocznym.
Jak wyjaśnił prof. Conselice w komunikacie naukowym Hubble'a, podczas gdy może pomóc rozwiązać trwającą debatę na temat struktury Wszechświata:
„Wyniki te są mocnym dowodem na to, że w historii wszechświata miała miejsce znacząca ewolucja galaktyki, która radykalnie zmniejszyła liczbę galaktyk poprzez ich połączenie - a tym samym ich całkowitą liczbę. To daje nam weryfikację tak zwanego odgórnego formowania struktury we wszechświecie. ”
Aby go rozbić, „model odgórny” formowania się galaktyk stwierdza, że galaktyki powstały z ogromnych chmur gazowych większych niż powstałe galaktyki. Chmury te zaczęły się zapadać, ponieważ ich grawitacja wewnętrzna była silniejsza niż ciśnienia w chmurze. W oparciu o prędkość, z jaką obracają się obłoki gazu, utworzyłyby spiralę lub galaktykę eliptyczną.
W przeciwieństwie do tego, „model oddolny” stwierdza, że galaktyki powstały podczas wczesnego Wszechświata z powodu połączenia mniejszych skupisk o wielkości gromad kulistych. Galaktyki te mogły zostać następnie wciągnięte w gromady i supergromady dzięki ich wzajemnej grawitacji.
Oprócz pomocy w rozwiązaniu tej debaty, niniejsze badanie oferuje również możliwe rozwiązanie paradoksu Olbersa (czyli „paradoksu ciemnego nocnego nieba”). Nazwany na cześć niemieckiego astronoma Heinricha Wilhelma Olbersa z XVIII / XIX wieku, ten paradoks dotyczy pytania, dlaczego - biorąc pod uwagę przestrzeń Wszechświata i całą zawartą w nim materię świetlną - niebo jest ciemne w nocy?
Na podstawie swoich wyników zespół z Wielkiej Brytanii domyślił się, że chociaż każdy punkt na nocnym niebie zawiera część galaktyki, większość z nich jest niewidoczna dla ludzkiego oka i współczesnych teleskopów. Wynika to z kombinacji czynników, która obejmuje skutki kosmicznego przesunięcia ku czerwieni, faktu, że Wszechświat jest dynamiczny (tj. Zawsze się rozszerza) i absorpcji światła przez kosmiczny pył i gaz.
Nie trzeba dodawać, że przyszłe misje będą potrzebne, aby potwierdzić istnienie wszystkich tych niewidocznych galaktyk. I pod tym względem Conselice i jego koledzy oczekują przyszłych misji - takich, które będą w stanie obserwować gwiazdy i galaktyki w niewidzialnym spektrum - aby tak się stało.
„To przeraża umysł, że ponad 90 procent galaktyk we wszechświecie nie zostało jeszcze zbadanych” - dodał. „Kto wie, jakie interesujące właściwości znajdziemy, gdy odkryjemy te galaktyki w przyszłych generacjach teleskopów? W najbliższej przyszłości Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie mógł badać te bardzo słabe galaktyki. ”
Zrozumienie, ile galaktyk istniało w czasie, jest podstawowym aspektem zrozumienia Wszechświata jako całości. Z każdym mijającym badaniem, które próbuje rozwiązać to, co możemy zobaczyć dzięki naszym obecnym modelom kosmologicznym, zbliżamy się coraz bardziej!
I koniecznie obejrzyj ten film o niektórych z najbardziej oszałamiających zdjęć Hubble'a, dzięki uprzejmości HubbleESA:
