Ti štirje galaksijski grozdi so bili med stotimi, ki so jih analizirali v veliki raziskavi, da bi preverili, ali je vesolje enako v vseh smereh na velikih lestvicah. Rezultati študije kažejo, da koncept "izotropnega" vesolja morda ne ustreza povsem.
(Slika: © NASA / CXC / Univ. Iz Bonna / K. Migkas et al.)
Vesolje navsezadnje morda ni enako v vseh smereh.
Stopnja širitve v vesolje kaže se, da se nova študija razlikuje od kraja do kraja. Ta ugotovitev bi, če bi bila potrjena, prisilila astronome, da ponovno ocenijo, kako dobro razumejo kozmos.
"Eden od stebrov kozmologije - preučevanje zgodovine in usode celotnega vesolja - je, da je vesolje" izotropno ", kar pomeni enako v vseh smereh," je vodja študije Konstantinos Migkas z univerze v Bonnu v Nemčiji , je dejal v izjavi. "Naše delo kaže, da so morda v tem stebru razpoke."
Vesolje se nenehno širi že več kot 13,8 milijarde let veliki pok - in s pospeševalno hitrostjo, zahvaljujoč skrivnostni sili, imenovani temna energija. Enačbe, ki temeljijo na splošni teoriji relativnosti Einsteina, kažejo, da je ta širitev izotropna na velikih prostorskih lestvicah, je Migkas v torek (7. aprila) zapisal v objava na blogu o novi raziskavi.
Opažanja kozmično mikrovalovno ozadje (CMB), sevanje, ki je prežemalo vesolje, ki je ostalo od velikega poka, podpira to zamisel, je dodal: "Zdi se, da je CMB izotropna in kozmologi ekstrapolirajo to lastnost zelo zgodnjega vesolja v našo sedanjo epoho, skoraj 14 milijard let kasneje. "
Nejasno pa je, kako veljavna je ta ekstrapolacija, je poudaril in poudaril temna energija je bil glavni dejavnik v razvoju vesolja v zadnjih 4 milijardah letih. "Zmedena narava temne energije še ni omogočila astrofizikom, da bi jo pravilno razumeli," je zapisal Migkas. "Zato je predpostavka, da je izotropna, za zdaj skoraj preskok vere. To poudarja nujno potrebo po raziskavi, ali je današnje vesolje izotropno ali ne."
Nova študija poroča o rezultatih ene takšne preiskave. Migkas in njegovi sodelavci so študirali 842 galaksije grozdov, največje gravitacijsko vezane strukture v vesolju, ki uporablja podatke, ki jih zbirajo trije vesoljski teleskopi: Nasin rentgenski observatorij Chandra, evropski XMM-Newton in napredni satelit za kozmologijo in astrofiziko, skupni Japonski ZDA. misija, ki se je končala leta 2001.
Raziskovalci so določili temperaturo vsakega grozda z analizo emisij rentgenskih žarkov, ki prihajajo iz ogromnih polj vročega plina v njih. Te podatke o temperaturi so uporabili za oceno lastne rentgenske svetilnosti vsakega grozda, ne da bi jim bilo treba upoštevati kozmološke spremenljivke, kot je hitrost širjenja vesolja.
Raziskovalci so nato izračunali rentgensko svetilnost za vsak grozd na drugačen način, za kar so bila potrebna znanja o širjenju vesolja. To je pokazalo navidezne hitrosti širjenja po celotnem nebu - in te stopnje se niso ujemale povsod.
"Uspeli smo natančno določiti območje, ki se zdi, da se širi počasneje kot preostali del vesolja, in tisto, ki se zdi, da se širi hitreje!" Migkas je zapisal v objavi na blogu. "Zanimivo je, da se naši rezultati strinjajo z več prejšnje študije ki so uporabljale druge metode, s to razliko, da smo to "anizotropijo" na nebu prepoznali s precej večjo samozavestjo in uporabo predmetov, ki pokrivajo celotno nebo, bolj enakomerno. "
Možno je, da ima ta rezultat razmeroma prozaično razlago. Na primer, grozdji galaksije na anomaličnih območjih druge gravitacijsko močne gravitacijsko vlečejo, kar daje iluzijo o drugačni hitrosti širjenja.
Takšni učinki so opaženi na manjših prostorskih lestvicah v vesolju, so povedali raziskovalci. Toda nova študija sondira grozde, oddaljene do 5 milijard svetlobnih let, in ni jasno, ali bi gravitacijski vlačilci lahko premagali ekspanzijske sile na tako velikih razdaljah, so dodali.
Če so opažene razlike hitrosti širjenja resnično resnične, bi lahko razkrile zanimive nove podrobnosti o tem, kako deluje vesolje. Mogoče se na primer temna energija v vesolju razlikuje od kraja do kraja.
"Bilo bi izjemno, če bi ugotovili, da ima temna energija različne jakosti v različnih delih vesolja," je v isti izjavi povedal soavtor študije Thomas Reiprich, prav tako univerza v Bonnu. "Vendar bi bilo potrebno veliko več dokazov, da bi izključili druga pojasnila in prepričljiv primer."
Nova študija se pojavlja v številki revije Astronomy in Astrophysics iz aprila 2020. Brezplačno jo lahko preberete na spletnem mestu za tiskanje arXiv.org.
- Kako se lahko vesolje širi hitreje od hitrosti svetlobe?
- Naše rentgensko vesolje: neverjetne fotografije Nasinega rentgenskega observatorija Chandra
- 7 presenetljivih stvari o vesolju
