Kreditna slika: RAS
V zadnjih letih so astronomi dobili podrobne meritve sevanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja - "odmev" od rojstva vesolja med velikim praskom.
Zdi se, da ti rezultati z izjemno natančnostjo kažejo, da v našem vesolju prevladujeta skrivnostna „hladna temna snov“ in „temna energija“. Toda zdaj je skupina britanskih astronomov našla dokaze, da so bili prvotni mikrovalovni odmevi morda spremenjeni ali "pokvarjeni" na 13 milijard letnem potovanju na Zemljo.
Rezultati ekipe z univerze v Durhamu, ki jo je vodil profesor Tom Shanks, temeljijo na novi analizi podatkov iz Nasinega satelita Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).
Skupina je ugotovila, da se zdi, da so v bližini nebesnih grozdov v območjih neba, kjer je temperatura mikrovalov nižja od povprečne. To vedenje bi lahko razložili, če bi vroči plin v galaksiji grozdov sodeloval s fotoni velikega poka, ko so šli mimo in poškodovali informacije, vsebovane v tem odmevu prvotne ognjene krogle. Ruska fizika R. A. Sunyaev in Ya. B. Zeldovič je tak učinek napovedal v začetku sedemdesetih let, kmalu po odkritju kozmičnega sevanja v mikrovalovnem ozadju.
Ta učinek Sunyaev-Zeldovich je bil že prej opažen v primerih podrobnih opazovanj mikrovalovnega ozadja v bližini nekaj bogatih grozdov galaksije, sama skupina WMAP pa je poročala, da so videli učinek v svojih lastnih podatkih, blizu središč grozdov.
Zdaj je ekipa Durhama našla dokaze, da lahko vroči plin v grozdih vpliva na mikrovalovno ozadje zemljevidov v polmeru skoraj 1 stopinjo od središč grozdov galaksije, veliko večje območje, kot je bilo prej zaznano. To kaže, da se lahko položaji "grozdov grozdov" ali "superklasterjev" sovpadajo tudi s hladnejšimi pikami v vzorcu nihanj mikrovalovnega ozadja.
"Fotoni v mikrovalovnem sevanju ozadja so razpršeni z elektroni v bližnjih grozdih," je dejal profesor Shanks. "To povzroči pomembne spremembe sevanja v času, ko doseže nas."
"Če imajo galaksije, ki se nahajajo nekaj milijard svetlobnih let od Zemlje, tudi enak učinek, potem moramo razmisliti, ali je treba spremeniti našo interpretacijo satelitskih zemljevidov sevanja v mikrovalovnem ozadju."
Če bi rezultat Durhama potrdil, bi bile posledice za kozmologijo lahko zelo pomembne. Podpis za temno energijo in temno snov leži v podrobni strukturi valov, odkritih v mikrovalovnem ozadju, drobnih temperaturnih nihanjih, ki so nastali v času, ko je bil polmer Vesolja tisočkrat manjši, kot je danes.
Če je bil ta prvotni vzorec poškodovan s procesi, ki so se odvijali v nedavni preteklosti, dolgo po nastanku galaksij in galaksijskih grozdov, potem bo v najboljšem primeru zapletlo razlago mikrovalovnega odmeva in v najslabšem primeru začelo spodkopati prejšnje dokaze za tako temna energija kot hladna temna snov.
"Moč tega čudovitega podatka o WMAP je, da nakazuje, da je razlaga ozadja mikrovalovne pečice morda manj preprosta, kot se je prej mislilo," je dejal član ekipe Sir Arnold Wolfendale (prej Astronomer Royal).
Ekipa WMAP je že poročala, da bi lahko njihove meritve mikrovalovnega odmeva Velikega praska ogrozile proces nastajanja galaksij na vmesni stopnji zgodovine vesolja. Predstavili so dokaze, da je plin, ki ga segrevajo prvorojene zvezde, galaksije in kvazarji, morda poškodoval tudi mikrovalovni signal, ko je bilo vesolje 10 ali 20-krat manjše kot danes. Tako rezultati WMAP kot Durham kažejo, da je pri mikrovalovnem odmevu Velikega praga na poti na Zemljo morda prišlo skozi veliko več ovir, kot je bilo prej mišljeno, s posledičnim možnim izkrivljanjem prvotnega signala.
"Naši rezultati lahko na koncu spodkopavajo prepričanje, da v vesolju prevladujejo delci hladne temne snovi in še bolj enigmatična temna energija," je dejal profesor Shanks.
Čeprav so opazovalni dokazi za standardni model kozmologije še vedno močni, model vsebuje zelo neprijetne vidike. Te se pojavijo najprej, ker temeljijo na dveh delih "neodkrite fizike" - hladne temne snovi in temne energije - nobenega od teh v laboratoriju niso zaznali. Dejansko uvedba teh dveh novih komponent močno poveča zaplet standardnega inflacijskega modela Big Bang.
Težave s temno energijo segajo še posebej globoko: na primer njena opažena gostota je tako majhna, da je morda kvantno mehansko nestabilna. Težave ustvarja tudi za teorije kvantne gravitacije, ki namigujejo, da lahko živimo v vesolju z 10 ali 11 dimenzijami, ki so se vse skrčile, razen treh v vesolju in ene v času.
Številni teoretiki bi si zato želeli ubežati iz današnjega standardnega modela kozmologije in še ni treba videti, kako daleč bodo šla ta opazovanja, o katerih je govorila skupina Durham, v tej smeri. Če pa je pravilno, predlagajo, da se govorice, da živimo v "novi dobi natančne kozmologije", morda izkažejo za prezgodnje!
Izvirni vir: RAS News Release
