Το Σύμπαν είναι το ίδιο, Παντού Κοιτάμε. Ακόμα περισσότερα από όσα προέβλεψαν οι κοσμολόγοι
Ανεξάρτητα από την κατεύθυνση που κοιτάτε στο Σύμπαν, η θέα είναι βασικά η ίδια αν κοιτάξετε αρκετά μακριά. Η τοπική μας γειτονιά είναι γεμάτη με φωτεινά νεφελώματα, αστρικά σμήνη και σκοτεινά σύννεφα αερίου και σκόνης. Υπάρχουν περισσότερα αστέρια προς το κέντρο του Γαλαξία παρά σε άλλες κατευθύνσεις. Αλλά σε εκατομμύρια και δισεκατομμύρια έτη φωτός, οι γαλαξίες συγκεντρώνονται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις και όλα αρχίζουν να φαίνονται ίδια. Στην αστρονομία, λέμε ότι το Σύμπαν είναι ομοιογενές και ισότροπο. Με άλλα λόγια, το Σύμπαν είναι ομαλό.
Η άκρη του παρατηρήσιμου σύμπαντος χαρτογραφήθηκε σε μια ουράνια σφαίρα. Credit: Planck Collaboration
Αυτό δεν σημαίνει ότι το Σύμπαν είναι απόλυτα ομαλό σε μεγάλες κλίμακες. Ακόμη και στην πιο μακρινή άκρη του ορατού Σύμπαντος, υπάρχουν μικρές διακυμάνσεις. Η παρατήρηση του Κοσμικού Υποβάθρου Μικροκυμάτων (CMB) δείχνει μικρές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία που προκαλούνται από περιοχές υψηλότερης και χαμηλότερης πυκνότητας που υπήρχαν στο πρώιμο Σύμπαν. Αυτό ακριβώς θα περιμέναμε. Στην πραγματικότητα, η κλίμακα των διακυμάνσεων του CMB μας το επιτρέπει μετρήστε τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια.
Μεγάλες έρευνες για το σύμπαν δείχνουν ότι είναι ομοιογενές. Πίστωση: 2dF Galaxy Redshift Survey
Η κατανομή των γαλαξιών επίσης δεν είναι απόλυτα ομαλή. Ομαδοποιούνται σε υπερσμήνη που χωρίζονται από κενά κυρίως κενού χώρου. Οι μικρές διακυμάνσεις της πυκνότητας που παρατηρήθηκαν στο CMB έθεσαν τους σπόρους για να σχηματιστούν σμήνη γαλαξιών. Σύμφωνα με το μοντέλο LCDM της κοσμολογίας, οι πρώιμοι γαλαξίες έλκονταν προς πιο πυκνές περιοχές. Καθώς το Σύμπαν επεκτάθηκε σε δισεκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκε η τρέχουσα δομή των υπερσμήνων και των κενών. Δεδομένου ότι η κλίμακα των σμηνών CMB δημιούργησε σμήνη γαλαξιών, οι μετρήσεις του CMB μας επιτρέπουν να προβλέψουμε το μέγεθος των υπερσμήνων. Με άλλα λόγια, το επίπεδο ομαλότητας στο πρώιμο Σύμπαν κάνει μια πρόβλεψη σχετικά με την ομαλότητα των σμήνων γαλαξιών που πρέπει να δούμε.
Αλλά μια νέα μελέτη για τους γαλαξίες διαπιστώνει ότι η πρόβλεψή μας δεν συμφωνεί απόλυτα με αυτό που παρατηρούμε. Το Kilo-Degree Survey (ή KiDS) έχει χαρτογραφήσει περισσότερους από 31 εκατομμύρια γαλαξίες μέσα σε 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Η έρευνα καλύπτει περίπου το ήμισυ της ηλικίας του Σύμπαντος και μας δίνει τις θέσεις αυτών των γαλαξιών και τη στατιστική «συσσωμάτωση» τους. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του KiDS, μια ομάδα ανακάλυψε ότι οι γαλαξίες είναι περίπου 10% πιο ομοιογενείς από ό,τι είχε προβλεφθεί. Το Σύμπαν είναι πιο ομαλό από όσο πιστεύαμε, και δεν είναι ξεκάθαρο γιατί.
Μέρος του χάρτη KiDS, που δείχνει παραλλαγές στην κοσμική πυκνότητα. Credit: B.Giblin, K.Kuijken και η ομάδα KiDS
Αν και το αποτέλεσμα είναι σαφές, δεν είναι ιδιαίτερα ισχυρό με αυστηρά επιστημονικά πρότυπα. Υπάρχει μια μικρή πιθανότητα οι γαλαξίες να είναι πιο ομοιόμορφα κατανεμημένες από τυχαία τύχη. Αλλά αυτό το αποτέλεσμα θα μπορούσε επίσης να υπαινίσσεται κάποιο είδος νέας φυσικής ή ελαττώματος στο τρέχον κοσμολογικό μας μοντέλο. Υπήρξαν μερικές υποδείξεις σαν αυτό. Αρκετά που οι αστρονόμοι αρχίζουν να εξετάζουν εναλλακτικές.
Αλλά προς το παρόν, η καλύτερη επιλογή είναι να συνεχίσετε να συλλέγετε δεδομένα. Η απάντηση είναι εκεί έξω, και με προσεκτικές παρατηρήσεις όπως αυτές, τελικά θα τη βρούμε.
Αναφορά:Heymans, Catherine, et al. ' KiDS-1000 Cosmology: Αδύναμος βαρυτικός φακός πολλαπλών ανιχνευτών και φασματοσκοπικοί περιορισμοί ομαδοποίησης γαλαξιών .arXiv προεκτύπωσηarXiv: 2007.15632 (2020).