Šīs četras galaktiku kopas tika iekļautas simtos, kas tika analizēti lielā aptaujā, lai pārbaudītu, vai Visums ir vienāds visos virzienos lielos mērogos. Pētījuma rezultāti liek domāt par "izotropā" Visuma jēdzienu, iespējams, pilnīgi neatbilst.
(Attēls: © NASA / CXC / Bonnas univ. / K. Migkas et al.)
Galu galā Visums var nebūt vienāds visos virzienos.
Izplešanās ātrums Visums šķiet atšķirīgs dažādās vietās, ziņo jauns pētījums. Šis atradums, ja to apstiprinās, piespiedīs astronomus pārvērtēt, cik labi viņi saprot kosmosu.
"Viens no kosmoloģijas balstiem - visa Visuma vēstures un likteņa izpēte - ir tāds, ka Visums ir“ izotropisks ”, kas nozīmē vienādu visos virzienos," - pētījuma vadošais autors Konstantinos Migkas no Bonnas Universitātes Vācijā , teikts paziņojumā. "Mūsu darbs rāda, ka šajā pīlārā varētu būt plaisas."
Kopš tā laika Visums nepārtraukti paplašinās vairāk nekā 13,8 miljardus gadu lielais sprādziens - un paātrinoties, pateicoties noslēpumainajam spēkam, ko sauc par tumšo enerģiju. Vienādojumi, kas balstīti uz Einšteina vispārējo relativitātes teoriju, liek domāt, ka šī izplešanās ir izotropiska lielos telpiskos mērogos, Migkas otrdien (7. aprīlī) rakstīja emuāra ziņa par jauno pētījumu.
Novērojumi kosmiskais mikroviļņu fons (CMB), Visumu caurstrāvojošais starojums, kas palicis pāri no Lielā sprādziena, atbalsta šo ideju, viņš piebilda: "CMB, šķiet, ir izotropisks, un kosmologi šo ļoti agrīnā Visuma īpašību ekstrapolē uz mūsu pašreizējo laikmetu, gandrīz 14 miljardiem gadu. vēlāk. "
Tomēr nav skaidrs, cik šī ekstrapolācija ir pamatota, viņš uzsvēra, to atzīmējot tumšā enerģija ir bijis dominējošais faktors Visuma evolūcijā pēdējos četros miljardos gadu. Tumšās enerģijas "satraucošā daba vēl nav ļāvusi astrofiziķiem to pareizi saprast", rakstīja Migkas. "Tāpēc, pieņemot, ka tā ir izotropiska, pagaidām ir gandrīz ticības lēciens. Tas uzsver steidzamo nepieciešamību izpētīt, vai mūsdienu Visums ir izotropisks."
Jaunajā pētījumā ir ziņoti par vienas šādas izmeklēšanas rezultātiem. Migka un viņa kolēģi studēja 842. gadu galaktiku kopas, lielākās gravitācijas saitē ietilpstošās struktūras Visumā, izmantojot datus, ko apkopo trīs kosmosa teleskopi: NASA Čandras rentgenstaru observatorija, Eiropas XMM-Ņūtons un uzlabotais kosmoloģijas un astrofizikas satelīts, kopīgs Japānas un ASV. misija, kas beidzās 2001. gadā.
Pētnieki noteica katras kopas temperatūru, analizējot rentgena starojumu, kas rodas no milzīgajiem karstā gāzes laukiem tajos. Viņi izmantoja šo temperatūras informāciju, lai novērtētu katrai kopai raksturīgo rentgenstaru spilgtumu, neņemot vērā kosmoloģiskos mainīgos, piemēram, Visuma izplešanās ātrumu.
Pēc tam pētnieki atšķirīgi aprēķināja katras kopas rentgena starojumu, un tam bija nepieciešamas zināšanas par Visuma paplašināšanos. Šādi rīkojoties, atklājās šķietami izplešanās līmeņi visā debesīs - un šie rādītāji ne visur sakrita.
"Mums izdevās precīzi noteikt reģionu, kas, šķiet, paplašinās lēnāk nekā pārējais Visums, un vienu, kurš, šķiet, paplašinās ātrāk!" Migkas rakstīja bloga ierakstā. "Interesanti, ka mūsu rezultāti piekrīt vairākiem iepriekšējie pētījumi kas izmantoja citas metodes, ar atšķirību, ka mēs šo 'anizotropiju' debesīs identificējām ar daudz lielāku ticamību un objektus, kas aptver visas debesis vienveidīgāk. "
Iespējams, ka šim rezultātam ir salīdzinoši prozaisks izskaidrojums. Piemēram, iespējams, ka galaktiku kopas anomālajos apgabalos smagi gravitācijas virzienā velk citas kopas, radot ilūziju par atšķirīgu izplešanās ātrumu.
Šādi efekti ir redzami mazākā telpiskā mērogā Visumā, sacīja pētnieki. Bet jaunie pētījumu zondes apvienojas līdz 5 miljardiem gaismas gadu attālumā, un nav skaidrs, vai gravitācijas velkoņi varētu pārspiest izplešanās spēkus tik plašos attālumos, viņi piebilda.
Ja novērotās izplešanās ātruma atšķirības patiešām ir reālas, tās varētu atklāt intriģējošas jaunas detaļas par Visuma darbību. Piemēram, varbūt pati tumšā enerģija dažādās kosmosās atšķiras.
"Būtu ievērojams, ja tumšajai enerģijai dažādās Visuma daļās būtu atšķirīgas stiprības," tajā pašā paziņojumā sacīja pētījuma līdzautors Tomass Reiprics, arī Bonnas universitāte. "Tomēr būtu nepieciešami daudz vairāk pierādījumu, lai izslēgtu citus skaidrojumus un izdarītu pārliecinošu lietu."
Jaunais pētījums parādās žurnāla Astronomy and Astrophysics 2020. gada aprīļa numurā. To var bez maksas izlasīt tiešsaistes pirmsdrukas vietnē arXiv.org.
- Kā Visums var izplesties ātrāk nekā gaismas ātrums?
- Mūsu rentgenstaru universāls: pārsteidzoši fotoattēli no NASA Čandras rentgena observatorijas
- 7 pārsteidzošas lietas par Visumu
