Wszechświat się rozszerza, ale coś mu w tym przeszkadza

W największej możliwej skali wszechświat nie jest jednorodny. Galaktyki i gromady galaktyk układają się w swoistą sieć długich na miliony lat świetlnych nici, które oplatają ogromne obszary pustki, w których nie ma dosłownie nic, poza czernią pustki przestrzeni kosmicznej.

Owa lśniąca sieć formowała się przez całe miliardy lat, stopniowo nabierając swojego kształtu pod wpływem grawitacji, układając w swoistą pajęczynę materię, która pierwotnie była jednorodnie rozłożoną mgłą cząstek powstałych w Wielkim Wybuchu.

Wszystkie te procesy w skali życia człowieka są okrutnie powolne. Naukowcy z Uniwersytetu w Michigan przekonują, że należy je spowolnić jeszcze bardziej, jeżeli chcemy rozwiązać jeden z najbardziej irytujących problemów nauki. Sugerowane przez nich poprawki do modelu, który obecnie najlepiej opisuje nasz Wszechświat, mogłyby rozwiązać znaczący konflikt w obserwacjach rozszerzającej się przestrzeni.

Mówi się, że nie ma nic za darmo, ale w skali wszechświata ta reguła zdaje się nie mieć zastosowania. Dzisiaj we wszechświecie jest więcej pustej przestrzeni, niż było jej wczoraj. Wszystko wskazuje na to, że ilość nicości bezustannie rośnie. Nowe jej pokłady wciskają się w pustki między galaktykami, powoli, choć coraz szybciej oddalając je od siebie. Od lat przyjmuje się, że odpowiada za to tajemnicza i bliżej niezdefiniowana ciemna energia.

Według badaczy grawitacja dąży do zaburzenia rozkładu materii we wszechświecie i do powstawania wielkoskalowych struktur. Z drugiej strony ciemna energia częściowo tłumi te tendencje. Analiza ewolucji, rozwoju wielkoskalowej struktury wszechświata powinna zatem pozwolić nam zrozumieć naturę obu tych sił.

Dokładne tempo ekspansji, znane jako stała Hubble’a (H0), wciąż nie zostało dokładnie ustalone. Kiedy naukowcy mierzą tempo oddalania się od nas eksplodujących gwiazd, tempo ekspansji zdaje się mieć wartość 74 kilometrów na sekundę na megaparsek. Gdy jednak tę samą cechę staramy się oszacować na podstawie kosmicznego mikrofalowego tła (CMB), stała Hubble’a jest bliższa 67 kilometrom na sekundę na megaparsek. To wbrew pozorom bardzo duża rozbieżność, której nie da się zignorować lub zrzucić na błąd pomiarowy.

Autorzy najnowszego artykułu naukowego przyjrzeli się na nowo modelowi kosmologicznemu ΛCDM, jako potencjalnemu źródłu błędnych założeń. Gdyby kosmologia była grą w szachy, byłaby to szachownica i pionki ułożone na kafelkach ogólnej teorii względności, poruszane pod wpływem nacisku ciemnej energii i ustawiane w linii pod wpływem grawitacji ciemnej materii.

Przewijając ruchy figur szachowych, które widzimy dzisiaj wstecz, możemy skutecznie zobaczyć, jak wyglądały na początku, po okresie inflacji, w którym to pojawiły się pierwsze gwiazdy, potem galaktyki, a w końcu nici kosmicznej sieci.

Jeśli z jakiegoś powodu proces ten odbiega od przewidywań modelu, utrudniając rozwój wielkoskalowej struktury Wszechświata, napięcie pomiędzy różnymi miarami przyspieszającej ekspansji Wszechświata zniknie.

Naukowcy wykorzystali kombinację pomiarów obejmujących zmarszczki w kosmicznej sieci, zjawiska soczewkowania grawitacyjnego i szczegóły kosmicznego mikrofalowego tła, aby dojść do statystycznie przekonującego wniosku, że kosmiczna sieć rośnie wolniej, niż przewiduje model kosmologiczny ΛCDM.

Różnica w tempie wzrostu, którą naukowcom udało się odkryć, staje się coraz bardziej wyraźna w miarę zbliżania się do czasów współczesnych. Te różne badania pojedynczo i łącznie wskazują na zahamowanie wzrostu. Albo brakuje nam pewnych systematycznych błędów w każdym z tych badań, albo w naszym modelu standardowym brakuje nam jakiejś nowej fizyki, która pojawiła się na późnym etapie rozwoju wszechświata — przekonują badacze.

Chociaż nie ma oczywistych kandydatów na to, co mogłoby zahamować rozwój kosmicznej sieci, przyszłe pomiary wielkoskalowej struktury Wszechświata mogą przynajmniej wskazać, czy istnieje potrzeba dalszego badania tego aspektu.

Wszechświat potrzebował 13,7 miliardów lat, aby wyglądać tak jak obecnie. Możemy poczekać jeszcze kilka lat, aby odkryć tajemnice tak pięknie wyglądających kosmologicznych zmarszczek.



Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Puls Kosmosu od 2015 roku informuje o aktualnościach ze świata astronomii, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Krótko, rzeczowo i bez sensacji.

Autor: Radek Kosarzycki

ARCHIWUM

KONTAKT

pulskosmosu[at]gmail.com