Credit de imagine: RAS
În ultimii ani, astronomii au obținut măsurători detaliate ale radiației cosmice de fundal cu microunde - „ecoul” de la nașterea Universului în timpul Big Bang.
Aceste rezultate par să indice cu o precizie remarcabilă că Universul nostru este dominat de misterioasa „materie întunecată rece” și „energie întunecată”. Însă acum un grup de astronomi din Marea Britanie a găsit dovezi că ecourile primare ale microundelor pot fi fost modificate sau „corupte” în călătoria lor de 13 miliarde de ani pe Pământ.
Rezultatele unei echipe de la Universitatea din Durham, conduse de profesorul Tom Shanks, se bazează pe o nouă analiză a datelor din satelitul Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) de la NASA.
Echipa a descoperit că grupurile de galaxii din apropiere par să fie situate în regiuni ale cerului unde temperatura cu microunde este mai mică decât media. Acest comportament ar putea fi considerat dacă gazul fierbinte din ciorchinele galaxiei a interacționat cu fotonii Big Bang în timp ce au trecut și au corupt informațiile conținute în acest ecou al bilei de foc primordiale. Fizicienii ruși R. A. Sunyaev și Ya. B. Zeldovich a prezis un astfel de efect la începutul anilor 1970, la scurt timp după descoperirea radiațiilor cosmice de fundal cu microunde.
Acest efect Sunyaev-Zeldovici a fost observat anterior în cazurile observațiilor detaliate ale fundalului cu microunde în vecinătatea câtorva clustere de galaxii bogate și echipa WMAP au raportat că au văzut efectul în propriile date, aproape de centrele de cluster.
Acum, echipa Durham a găsit dovezi că gazul fierbinte din clustere poate influența hărțile de fundal cu microunde într-o rază de aproape 1 grad de la centrele clusterului galaxiei, o suprafață mult mai mare decât a fost detectată anterior. Acest lucru sugerează că pozițiile „grupurilor de cluster” sau ale „supercluzelor” pot coincide, de asemenea, cu pete mai reci în modelul fluctuațiilor de fundal cu microunde.
"Fotonii din radiațiile de fundal cu microunde sunt împrăștiați de electroni în grupuri din apropiere", a spus profesorul Shanks. "Acest lucru provoacă schimbări importante ale radiațiilor până la momentul în care ajunge la noi."
„Dacă grupurile de galaxii situate la câteva miliarde de ani lumină de Pământ au și ele același efect, atunci trebuie să ne gândim dacă este necesar să modificăm interpretarea hărților satelitare ale radiațiilor de fundal cu microunde.”
Dacă rezultatul Durham este confirmat, atunci consecințele pentru cosmologie ar putea fi extrem de semnificative. Semnatura pentru energia întunecată și materia întunecată constă în structura detaliată a ondulărilor detectate pe fundalul microundelor, variații minime de temperatură care au fost create într-un moment în care raza Universului era de o mie de ori mai mică decât în prezent.
Dacă acest model primordial a fost corupt de procese care au loc în trecutul recent, cu mult timp după formarea galaxiilor și a grupurilor de galaxii, atunci, în cel mai bun caz, va complica interpretarea ecoului cu microunde și, în cel mai rău caz, va începe să submineze dovezile anterioare pentru atât energia întunecată, cât și materia întunecată rece.
„Puterea acestei minunate date WMAP este că indică faptul că interpretarea„ ecoului ”a fundalului cu microunde poate fi mai puțin simplă decât se credea anterior”, a declarat Sir Arnold Wolfendale (anterior Astronomer Royal).
Echipa WMAP a raportat deja că măsurările lor asupra ecoului de microunde ale Big Bang-ului ar fi fost compromise de procesul de formare a galaxiilor într-o etapă intermediară din istoria Universului. Ei au prezentat dovezi conform cărora gazul încălzit de stele prim-născute, galaxii și quazare ar putea fi, de asemenea, corupt semnalul cu microunde când Universul era de 10 sau 20 de ori mai mic decât în zilele noastre. Astfel, atât rezultatele WMAP, cât și Durham sugerează că ecoul cu microunde al Big Bang-ului ar fi trebuit să treacă prin mai multe obstacole în călătoria sa pe Pământ decât se crezuse, cu consecința posibilă denaturare a semnalului primordial.
„Rezultatele noastre pot în final să submineze credința că Universul este dominat de o particulă evazivă de materie întunecată la rece și de energia întunecată și mai enigmatică”, a spus profesorul Shanks.
Deși dovezile observaționale pentru modelul standard de cosmologie rămân puternice, modelul conține aspecte foarte incomode. Acestea apar mai întâi pentru că se bazează pe două bucăți de „fizică nedescoperită” - materia întunecată rece și energia întunecată - niciuna dintre acestea nu a fost detectată în laborator. Într-adevăr, introducerea acestor două noi componente crește mult complicația modelului standard inflaționist Big Bang.
Problemele energiei întunecate apar deosebit de adânc: de exemplu, densitatea observată este atât de mică încât poate fi cuantică instabilă din punct de vedere mecanic. De asemenea, creează probleme pentru teoriile gravitației cuantice, care sugerează că putem trăi într-un Univers cu 10 sau 11 dimensiuni, toate micșorate, cu excepțiile a trei în spațiu și una în timp.
Prin urmare, mulți teoreticieni ar dori o cale de evadare de la modelul standard de cosmologie din zilele noastre și rămâne de văzut cât de departe vor merge aceste observații discutate de grupul Durham în această direcție. Dar dacă sunt corecte, ei sugerează că zvonurile că trăim într-o „Nouă Era a Cosmologiei Preciziei” se pot dovedi premature!
Sursa originală: Comunicat de presă RAS
