Attēla kredīts: ESA
Tikai pirms dažiem gadiem astronomi satricināja pašreizējos Visuma modeļus ar tumšās enerģijas teoriju; kas saka, ka Visuma paplašināšanās faktiski paātrinās. Aplūkojot attālās galaktiku kopas - līdz 10 miljardu gaismas gadu attālumā -, ESA astronomi secināja, ka tie satur vairāk koncentrētas vielas, nekā paredzētu tumšās enerģijas teorija. Ja matērija būtu tik koncentrēta, Visums nevarētu būt 70% tumšās enerģijas.
ESA rentgenstaru observatorija XMM-Newton ir atgriezusi kārdinošus jaunus datus par Visuma dabu. Aptaujājot attālās galaktiku kopas, XMM-Newton ir atklājis mulsinošas atšķirības starp mūsdienu galaktiku kopām un tām, kas atrodas Visumā aptuveni pirms septiņiem tūkstošiem miljonu gadu. Daži zinātnieki apgalvo, ka to var interpretēt tādējādi, ka “tumšās enerģijas”, kas, pēc vairuma astronomu domām, tagad dominē Visumā, vienkārši neeksistē?
Astoņu tālu galaktiku kopu novērojumus, no kuriem vistālāk atrodas aptuveni 10 tūkstošu miljonu gaismas gadu attālumā, pētīja starptautiska astronomu grupa, kuru vadīja Deivids Lumbs no ESA Kosmosa pētījumu un tehnoloģiju centra (ESTEC) Nīderlandē. Viņi salīdzināja šīs kopas ar tām, kas atrodamas tuvējā Visumā. Šis pētījums tika veikts kā daļa no lielāka XMM-Newton Omega projekta, kas pēta matērijas blīvumu Visumā Džima Bartleta vadībā no Francijas koledžas.
Galaktiku kopas ir izcili rentgenstaru izstarotāji, jo tie satur lielu daudzumu augstas temperatūras gāzes. Šī gāze apņem galaktikas tāpat kā tvaiks ieskauj cilvēkus pirtī. Izmērot kopas rentgenstaru daudzumu un enerģiju, astronomi var noteikt gan kopas gāzes temperatūru, gan arī klastera masu.
Teorētiski Visumā, kur matērijas blīvums ir augsts, galaktiku kopas ar laiku turpina augt, un tāpēc vidēji tām tagad vajadzētu būt vairāk masas nekā pagātnē.
Lielākā daļa astronomu uzskata, ka mēs dzīvojam zema blīvuma Visumā, kurā noslēpumaina viela, kas pazīstama kā “tumšā enerģija”, veido 70% no kosmosa satura un tāpēc visu caurstrāvo. Šajā scenārijā Visumu vēsturē agrīnā galaktiku puduriem vajadzētu pārstāt augt un izskatīties, ka tie praktiski neatšķiras no mūsdienām.
Papīrā, kuru drīz publicēs Eiropas žurnāls Astronomy and Astrophysics, XMM-Newton Omega projekta astronomi iepazīstina ar rezultātiem, kas parāda, ka tālā Visuma galaktiku kopas nav tādas kā mūsdienās. Šķiet, ka tie izstaro vairāk rentgena staru nekā šodien. Tik skaidri redzams, ka galaktiku kopas ar laiku ir mainījušas savu izskatu.
Pavadošajā dokumentā Alains Blanhards no Vidējās Pyrūnesas laboratorijas “A Laboratoryire d'Astrophysique de l’Observatoire” un viņa komanda izmanto rezultātus, lai aprēķinātu, kā laika gaitā mainās galaktiku kopu pārpilnība. Blanchard saka: "Agrāk bija mazāk galaktiku kopu."
Šāds rezultāts norāda, ka Visumam jābūt augsta blīvuma videi, kas ir skaidri pretrunā ar “saskaņotības modeli”, kurš postulē Visumu ar līdz pat 70% tumšās enerģijas un ar ļoti mazu vielas blīvumu. Blanšards zina, ka šis secinājums būs ļoti pretrunīgs, sakot: “Lai ņemtu vērā šos rezultātus, jums Visumā ir jābūt daudz matērijas un tas atstāj maz vietas tumšai enerģijai.”
Lai saskaņotu jaunos XMM-Newton novērojumus ar konkordances modeļiem, astronomiem būtu jāatzīst būtiska nepilnība viņu zināšanās par kopu un, iespējams, par galaktikām uzvedību tajās. Piemēram, tālākajām kopām esošajām galaktikām viņu apkārtējā gāzē vajadzētu ievadīt vairāk enerģijas, nekā pašlaik saprot. Pēc tam procesam vajadzētu pakāpeniski samazināties, jo kopas un tajā esošās galaktikas noveco.
Neatkarīgi no tā, kādā veidā tiek interpretēti rezultāti, XMM-Ņūtons ir devis astronomiem jaunu ieskatu Visumā un jaunu noslēpumu, lai pārdomātu. Runājot par iespēju, ka XMM-Newton rezultāti ir vienkārši nepareizi, tos pašlaik apstiprina citi rentgenstaru novērojumi. Ja viņi atgriezīsies vienādu atbildi, mums nāksies pārdomāt mūsu izpratni par Visumu.
Visuma saturs
Plaši domājams, ka Visuma saturs sastāv no trīs veidu vielām: normālas matērijas, tumšās matērijas un tumšās enerģijas. Normālo matēriju veido atomi, kas veido zvaigznes, planētas, cilvēkus un visus citus Visumā redzamos objektus. Cik pazemīgs, kā izklausās, normālā viela gandrīz noteikti veido nelielu Visuma daļu, kaut kur no 1% līdz 10%.
Jo vairāk astronomu novēroja Visumu, jo vairāk lietu viņiem vajadzēja atrast, lai visu izskaidrotu. Tomēr šo lietu nevarēja izveidot no normāliem atomiem, pretējā gadījumā būs redzamas vairāk zvaigznes un galaktikas. Tā vietā viņi šai īpatnējai vielai radīja terminu tumšā viela tieši tāpēc, ka tā izvairās no mūsu atklāšanas. Tajā pašā laikā fiziķi, cenšoties padziļināt dabas spēku izpratni, sāka domāt, ka Visumā ir jābūt bagātīgām jaunajām un eksotiskajām matērijas daļiņām. Diez vai tie kādreiz mijiedarbotos ar parasto matēriju, un tagad daudzi uzskata, ka šīs daļiņas ir tumšā matērija. Pašlaik, lai arī notiek daudz eksperimentu tumšās vielas daļiņu noteikšanai, neviens nav bijis veiksmīgs. Neskatoties uz to, astronomi joprojām uzskata, ka kaut kur no 30% līdz 99% Visuma var sastāvēt tumšā matērija.
Tumšā enerģija ir jaunākais Visuma satura papildinājums. Sākotnēji Alberts Einšteins iepazīstināja ar ideju par visaptverošo “kosmisko enerģiju”, pirms viņš zināja, ka Visums paplašinās. Paplašinātajam Visumam nebija vajadzīga “kosmoloģiskā konstante”, kā Einšteins bija nodēvējis savu enerģiju. Tomēr 1990. gados novērojumi par sprādzienbīstamām zvaigznēm tālajā Visumā liecināja, ka Visums ne tikai paplašinās, bet arī paātrinās. Vienīgais veids, kā to izskaidrot, bija Einšteina kosmiskās enerģijas atjaunošana nedaudz mainītā formā, ko sauc par tumšo enerģiju. Neviens nezina, kāda varētu būt tumšā enerģija.
Pašlaik populārajā Visuma konkordances modelī tiek uzskatīts, ka 70% kosmosa ir tumšā enerģija, 25% tumšā matērija un 5% normāla matērija.
Oriģinālais avots: ESA ziņu izlaidums
