Κάτι περίεργο συμβαίνει στο Σύμπαν

Προσομοιώσεις με βάση το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο υποδεικνύουν ότι οι γαλαξίες θα πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι στο σύμπαν. Αλλά το τελευταίο φαίνεται να έχει σε ορισμένα σημεία μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ύλης από ό,τι ανέμεναν οι αστρονόμοι, σύμφωνα με τη μεγαλύτερη γαλαξιακή έρευνα που έχει διεξαχθεί ποτέ. Οι επιπλέον συγκεντρώσεις μάζας θα μπορούσαν να φέρουν έναν επανασχεδιασμό του καθιερωμένου μοντέλου της κοσμολογίας, και ίσως μια νέα κατανόηση του πώς λειτουργεί η βαρύτητα στη φύση.

Προσομοιώσεις με βάση το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο, όπως φαίνεται εδώ, δείχνουν ότι σε πολύ μεγάλες κλίμακες αποστάσεων, οι γαλαξίες θα πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι. Αλλά οι παρατηρήσεις δείχνουν μια πιο ανώμαλη κατανομή της ύλης από ό,τι αναμενόταν. (.Το μήκος της ράβδου πάνω αντιπροσωπεύει περίπου 2,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός)

Αυτό το συμπέρασμα οδηγεί τους ειδικούς να συμπεράνουν ότι πρέπει να φτιαχτούν νέες θεωρίες για να εξηγήσουν γιατί η ύλη που αποτελεί το σύμπαν δεν κατανέμεται τόσο ομαλά, όπως προτείνουν τα καθιερωμένα μοντέλα ότι πρέπει να είναι.

“Ίσως σε πολύ μεγάλες κλίμακες, η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν να είναι ελαφρώς λάθος", δήλωσε ο κοσμολόγος Shaun Thomas του Πανεπιστημιακού Κολλεγίου του Λονδίνου, που υπογράφει μια νέα δημοσίευση στο Physical Review Letters. "Αυτό ενδεχομένως ίσως να είναι ένα από τα πρώτα σημάδια ότι κάτι περίεργο συμβαίνει στον Κόσμο."

Όταν παρατηρούμε το σύμπαν από κοντά βλέπουμε ότι η ύλη σχηματίζει άστρα, γαλαξίες και σμήνη γαλαξιών. Αλλά, σε μεγάλες αποστάσεις οι κοσμολόγοι περιμένουν το σύμπαν να είναι όλο και περισσότερο ομαλό, παρόμοια με ένα τοπίο όταν αυτό παρατηρείται από το αεροπλάνο.

Οι συγκεντρώσεις της ύλης που βλέπουμε σήμερα προέρχονται από μικροσκοπικές διακυμάνσεις στην πυκνότητα της ύλης στο πολύ πρώιμο σύμπαν. Καθώς το σύμπαν επεκτάθηκε, τα σημεία με λίγη επιπλέον ύλη άρχισαν να συγκεντρώνουν όλο και περισσότερη ύλη μέσω της βαρυτικής έλξης. Με βάση το καλύτερο μοντέλο που έχουμε για το πώς λειτουργεί η βαρύτητα και από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν, οι κοσμολόγοι μπορούν να κάνουν μια προέκταση του πρώιμου σύμπαντος αμέσως μετά το Big Bang, για να πάρουν μια πολύ καλή ιδέα για το πώς το σύμπαν θα πρέπει να είναι σήμερα σε κάθε κλίμακα.

Ο Thomas και οι συνεργάτες του εξέτασαν την πιο μεγεθυμένη εικόνα του σύμπαντος που υπάρχει, και βρήκαν ότι είναι πιο πυκνό σε ορισμένα σημεία από όσο τα μοντέλα προβλέπουν. Ο κοσμολόγος χρησιμοποίησε δεδομένα από την Έρευνα Sloan, η οποία καλύπτει περίπου το ένα πέμπτο όλου του ουρανού, με σκοπό να κάνει ένα πρόχειρο τρισδιάστατο χάρτη με 723.556 γαλαξίες, που είναι τουλάχιστον 4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Οι ερευνητές υπολόγισαν πόσο ομαλά κατανέμονται οι γαλαξίες που εμφανίζονται σε κλίμακες από 2 δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Η ομαλότητα του σύμπαντος αναμενόταν να μεταβάλλεται περίπου κατά 1% από το ένα σημείο στο άλλο σε αυτές τις κοσμικές κλίμακες μήκους. Η νέα όμως ανάλυση είδε ένα σύμπαν που ποικίλλει με σχεδόν διπλάσιο ποσό. Είναι ακόμα βασικά ομαλό, αλλά η ύλη είναι πιο συγκεντρωμένη από ό, τι προβλέπουν τα τρέχοντα κοσμολογικά μοντέλα.

Το αποτέλεσμα αυτό θα μπορούσε να σημαίνει πως οι κοσμολόγοι θα πρέπει να επανεκτιμήσουν το ρόλο της σκοτεινής ενέργειας, τη μυστηριώδη δύναμη που αναγκάζει το σύμπαν να διαστέλλεται με ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό. Η ίδια η σκοτεινή ενέργεια υποτίθεται ότι είναι σχεδόν τέλεια ομαλή, όμως συγκεντρώσεις της σκοτεινής ενέργειας θα μπορούσαν να φέρουν γύρω τους μάζες της ορατής ύλης.

Οι επιπλέον συγκεντρώσεις της ύλης θα μπορούσε επίσης να σημαίνει πως δεν υπάρχει καθόλου σκοτεινή ενέργεια . Και τι θα σήμαινε αυτό; Ότι η βαρύτητα θα μπορούσε να συμπεριφέρεται διαφορετικά σε πολύ μεγάλες κλίμακες από ό,τι στις μικρότερες κλίμακες, κάτι που σημαίνει ότι η θεωρία του Αϊνστάιν της γενικής σχετικότητας χρειάζεται αναμόρφωση.

"Η γενική σχετικότητα έχει αποδειχθεί ολόσωστη ξανά και ξανά, αλλά έχει δοκιμαστεί στις ίδιες κλίμακες," λέει ο Thomas. "Αυτές όμως είναι νέες τεράστιες κλίμακες, κι εκεί θα μπορούσε να καταρρέει. Και τότε θα πρέπει να φτιάξουμε μια νέα θεωρία. "

Τέλος, οι συμπαγείς συγκεντρώσεις μπορεί να προέρχονται και από συστηματικά σφάλματα στις παρατηρήσεις, όπως αστέρια να έχουν μεταμφιεστεί σε γαλαξίες ή η σκόνη στον Γαλαξία μας να εμποδίζει να δούμε τους μακρινούς γαλαξίες. Ο Thomas και οι συνεργάτες του εξετάζουν  και τις δύο αυτές δυνατότητες και πιστεύουν ότι είναι απίθανο να υπάρχει πρόβλημα, όμως υπάρχουν ακόμα κάποια περιθώρια για ψάξιμο.

Μια νέα έρευνα όπως αυτή που προσφέρει η επικείμενη Dark Energy Survey, αναμένεται να βοηθήσει στην επίλυση των όποιων αμφιβολιών.

Πηγή: Daily Galaxy 

http://physics4u.wordpress.com