Niezależnie od tego w jakim kierunku spojrzysz we wszechświecie, widok będzie zasadniczo taki sam jeżeli spojrzysz wystarczająco daleko. Nasze lokalne otoczenie pełne jest jasnych mgławic, gromad gwiazd i ciemnych obłoków gazu i pyłu. Więcej gwiazd widzimy w kierunku centrum Drogi Mlecznej, niż w jakimkolwiek innym.

Jednak jeżeli patrzymy miliony i miliardy lat świetlnych dalej, gromady galaktyk rozłożone są równomiernie we wszystkich kierunkach i wszystko zaczyna wyglądać mniej więcej tak samo. Astronomowie mówią, że wszechświat jest homogeniczny i izotropowy – inaczej mówiąc wszechświat jest gładki.

Nie oznacza to oczywiście, że wszechświat jest idealnie gładki w dużej skali. Nawet w najodleglejszych fragmentach obserwowalnego wszechświata widzimy niewielkie fluktuacje. Obserwacje kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła (CMB) ukazują nam niewielką zmienność temperatury obszarów o wyższej i niższej gęstości, które istniały we wczesnym wszechświecie. Dokładnie tego się spodziewaliśmy. Co więcej, skala fluktuacji CMB pozwala nam mierzyć ilość ciemnej materii i ciemnej energii.

Rozkład galaktyk także nie jest idealnie jednorodny. Galaktyki są pogrupowane w supergromady, między którymi znajdują się ogromne przestrzenie zasadniczo pozbawione jakiejkolwiek materii. Niewielkie fluktuacje gęstości widoczne w CMB spowodowały powstawanie gromad galaktyk tu i ówdzie. Według modelu kosmologicznego LCDM, pierwsze galaktyki skupiały się wokół gęstszych rejonów. Wraz z rozszerzaniem się wszechświata na przestrzeni miliardów lat, uformowała się obecna struktura supergromad i pustych przestrzeni. Dzięki temu, że skala gromad CMB dała początek gromadom galaktyk, pomiary CMB pozwalają nam przewidywać rozmiary supergromad. Inaczej mówiąc, poziom jednorodności wczesnego wszechświata powinien nam mówić coś o jednorodności gromad galaktyk.

Duże przeglądy nieba wskazują, że wszechświat jest jednorodny. Źródło: 2dF Galaxy Redshift Survey

Jednak najnowsze badania galaktyk wskazują, że nasze przewidywania nie zgadzają się z tym co obserwujemy. W ramach przeglądu KiDS (Kilo-Degree Survey) stworzono mapę ponad 31 milionów galaktyk w promieniu 10 miliardów lat świetlnych. Przegląd obejmuje około połowę wieku wszechświata i zawiera położenie galaktyk i stopień ich grupowania się. Na podstawie danych z KiDS, badacze odkryli, że galaktyki są rozłożone około 10% bardziej równomiernie niż przewidywano. Wszechświat jest bardziej jednorodny niż myśleliśmy i nie wiadomo właściwie dlaczego.

Fragment mapy KiDS przedstawiający zmienność gęstości wszechświata. Źródło: B. Giblin, k. Kuijken oraz zespół KiDS

Choć wyniki są jasne, to nie spełniają rygorystycznych standardów naukowych. Istnieje niewielka szansa, że galaktyki po prostu przypadkiem są nieco bardziej jednorodnie rozłożone we wszechświecie. Niemniej jednak wyniki te mogą także wskazywać na nową fizykę lub jakieś luki w obecnym modelu kosmologicznym. Już kilka takich luk było – i astronomowie zaczynają poszukiwać alternatyw.

Jak na razie jednak najważniejsze jest dalsze zbieranie danych. Odpowiedź już na nas czeka, a obserwacje tego typu z czasem pozwolą nam ją znaleźć.

Źródło: Universe Today

By Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Redaktor w Spider's Web.