Aceste patru grupe de galaxie au fost printre sute analizate într-un sondaj mare pentru a testa dacă universul este același în toate direcțiile pe scări mari. Rezultatele studiului sugerează că conceptul de univers „izotropic” s-ar putea să nu se potrivească în totalitate.
(Imagine: © NASA / CXC / Univ. Din Bonn / K. Migkas et al.)
Universul poate să nu fie același în toate direcțiile, până la urmă.
Rata de expansiune de Universul pare să varieze de la un loc la altul, arată un nou studiu. Această constatare, dacă ar fi confirmată, i-ar obliga pe astronomi să reevalueze cât de bine înțeleg cosmosul.
"Unul dintre pilonii cosmologiei - studiul istoriei și al soartei întregului univers - este că universul este 'izotrop, adică același lucru în toate direcțiile", a declarat autorul principal al studiului Konstantinos Migkas, de la Universitatea din Bonn din Germania. . a spus într-o declarație. „Munca noastră arată că pot exista fisuri în acel stâlp”.
Universul se extinde continuu de mai mult de 13,8 miliarde de ani, de atunci Big Bang-ul - și într-un ritm accelerat, datorită unei forțe misterioase numită energie întunecată. Ecuațiile bazate pe teoria generală a relativității a lui Einstein sugerează că această expansiune este izotropă pe scări spațiale mari, Migkas a scris marți (7 aprilie) într-un postare pe blog despre noul studiu.
Observații ale fundal cosmic cu microunde (CMB), radiația care universul rămâne din Big Bang, susține această noțiune, a adăugat: „CMB pare a fi izotrop, iar cosmologii extrapolează această proprietate a universului foarte timpuriu în epoca noastră actuală, de aproape 14 miliarde de ani. mai tarziu."
Dar nu este clar cât de valabilă este această extrapolare, a subliniat el, menționând că energie întunecată a fost factorul dominant în evoluția universului în ultimii 4 miliarde de ani sau cam așa ceva. „Natura declanșatoare a energiei întunecate nu a permis încă astrofizicienilor să o înțeleagă corect”, a scris Migkas. "Prin urmare, presupunerea că este izotropă este aproape un salt de credință deocamdată. Acest lucru evidențiază nevoia urgentă de a investiga dacă universul de astăzi este izotrop sau nu."
Noul studiu raportează rezultatele unei astfel de investigații. Migkas și colegii săi au studiat 842 grupuri de galaxii, cele mai mari structuri legate gravitațional din univers, folosind date culese de trei telescoape spațiale: Observatorul de raze X Chandra al NASA, XMM-Newton din Europa și Satelitul avansat pentru cosmologie și astrofizică, o comună japoneză-SUA. misiune care s-a încheiat în 2001.
Cercetătorii au determinat temperatura fiecărui cluster analizând emisiile de raze X provenind din câmpurile uriașe de gaz fierbinte din ele. Aceștia au utilizat aceste informații despre temperatură pentru a estima luminozitatea inerentă a fiecărei rame X, fără a fi nevoie să țină seama de variabile cosmologice, cum ar fi rata de expansiune a universului.
Cercetătorii au calculat apoi luminozitatea razelor X pentru fiecare cluster într-un mod diferit, unul care a necesitat cunoașterea expansiunii universului. În acest sens, s-au evidențiat rate de expansiune aparente pe întregul cer - iar aceste rate nu s-au potrivit peste tot.
"Am reușit să identificăm o regiune care pare să se extindă mai lent decât restul universului și una care pare să se extindă mai repede!" Migkas a scris în postarea de pe blog. „Interesant este că rezultatele noastre sunt de acord cu mai multe studii anterioare care au folosit alte metode, cu diferența că am identificat această „anisotropie” pe cer cu o încredere mult mai mare și folosind obiecte care acoperă întregul cer mai uniform. "
Este posibil ca acest rezultat să aibă o explicație relativ prozăică. De exemplu, poate alte grupuri de galaxii din zonele anomale sunt trase gravitațional de alte clustere, dând iluzia unei rate de expansiune diferite.
Astfel de efecte se văd la scări spațiale mai mici din univers, au spus cercetătorii. Dar noul studiu sondează grupuri de până la 5 miliarde de ani lumină și nu este clar dacă remorcatoarele gravitaționale ar putea copleși forțele de expansiune pe distanțe atât de vaste, au adăugat ei.
Dacă diferențele observate de rata de expansiune sunt într-adevăr reale, acestea ar putea dezvălui noi detalii intrigante despre modul în care funcționează universul. De exemplu, poate că energia întunecată însăși diferă de la un loc la altul în tot cosmosul.
„Ar fi remarcabil dacă s-ar descoperi că energia întunecată are diferite puncte forte în diferite părți ale universului”, a declarat în aceeași declarație coautorul studiului Thomas Reiprich, de asemenea al Universității din Bonn. "Cu toate acestea, ar fi necesare mult mai multe dovezi pentru a exclude alte explicații și a face un caz convingător."
Noul studiu apare în numărul din aprilie 2020 al revistei Astronomy and Astrophysics. Îl puteți citi gratuit pe site-ul de preimprimare online arXiv.org.
- Cum poate universul să se extindă mai repede decât viteza luminii?
- Universul nostru cu raze X: fotografii uimitoare de la Chandra X-Ray Observatory de la NASA
- 7 lucruri surprinzătoare despre univers
