Pildikrediit: RAS
Viimastel aastatel on astronoomid saanud kosmiliste mikrolainete taustkiirguse - 'kaja' - üksikasjalikud mõõtmised Universumi sünnist Suure Paugu ajal.
Need tulemused näivad osutavat tähelepanuväärse täpsusega, et meie universumis domineerivad salapärased „külm tumeaine” ja „tume energia”. Kuid nüüd on rühm Suurbritannia astronoome leidnud tõendeid selle kohta, et ürgsed mikrolainete kajad võisid nende 13 miljardit aastat kestval teekonnal Maale olla muudetud või „rikutud”.
Professor Tom Shanksi juhitud Durhami ülikooli meeskonna tulemused põhinevad NASA satelliidi Wilkinsoni mikrolaineahju anisotroopse proovivõtturi (WMAP) andmete uuel analüüsil.
Meeskond leidis, et läheduses asuvad galaktikaparved asuvad taevapiirkondades, kus mikrolaine temperatuur on keskmisest madalam. Sellist käitumist võiks arvestada juhul, kui galaktikaparvede kuum gaas on suhelnud Suure Paugu footonitega, kui nad möödusid ja rikkusid ürgse tulekera selles kajas sisalduvat teavet. Vene füüsikud R. A. Sunjajev ja Ya. B. Zeldovitš ennustas sellist mõju 1970. aastate alguses, vahetult pärast kosmilise mikrolaine taustkiirguse avastamist.
Seda Sunjajevi-Zeldovitši efekti on varem nähtud mikrolainete fooni üksikasjalike vaatluste korral mõne rikka galaktikaparve läheduses ja WMAP-i meeskond on ise teatanud, et nad näevad seda efekti oma andmetes, klastrikeskuste läheduses.
Nüüd on Durhami meeskond leidnud tõendeid selle kohta, et klastrites sisalduv kuum gaas võib mõjutada mikrolaine foonikaarte galaktika klastrite keskustest ligi 1 kraadises raadiuses, mis on palju suurem piirkond kui varem tuvastatud. See viitab sellele, et “klastrite klastrite” või “superklastrite” positsioonid võivad samuti kokku langeda jahedamate täppidega mikrolaine tausta kõikumiste mustris.
"Mikrolaine taustkiirguse footonid hajutatakse elektronide abil lähedalasuvatesse klastritesse," ütles professor Shanks. "See põhjustab kiirguse olulisi muutusi selleks ajaks, kui see meieni jõuab."
"Kui ka Maast mitu miljardit valgusaastat asuvad galaktikaparved annavad sama efekti, siis peame kaaluma, kas on vaja muuta oma tõlgendust mikrolaine taustkiirguse satelliitkaartide kohta."
Kui Durhami tulemus kinnitatakse, võivad tagajärjed kosmoloogiale olla väga olulised. Tume energia ja tumeda aine signaal peitub mikrolaine taustal tuvastatud kortsude detailses struktuuris - pisikestes temperatuurimuutustes, mis tekkisid ajal, mil Universumi raadius oli tuhat korda väiksem kui praegu.
Kui seda ürgset mustrit on rikutud lähiminevikus aset leidnud protsesside kaudu, kaua pärast galaktikate ja galaktikate klastrite moodustumist, raskendab see parimal juhul mikrolaine kaja tõlgendamist ja halvimal juhul hakkab kahjustama eelnevaid tõendeid nii tumedat energiat kui ka külma tumedat ainet.
"Selle imelise WMAP-i andmete jõud on see, et see näitab, et mikrolaine fooni" kaja "tõlgendamine võib olla vähem sirgjooneline, kui seni arvati," ütles meeskonna liige Sir Arnold Wolfendale (endine astronoom Royal).
WMAP-i meeskond on juba teatanud, et nende Suure Paugu mikrolaine kaja mõõtmised võisid Universumi ajaloo vaheetapil galaktikate moodustumise tõttu ohtu sattuda. Nad esitasid tõendeid, et esmasündinud tähtede, galaktikate ja kvaasaride kuumutatud gaas võis ka mikrolaine signaali rikkuda, kui universum oli praegusest 10 või 20 korda väiksem. Seega viitavad nii WMAP-i kui ka Durhami tulemused sellele, et Suure Paugu mikrolaine kaja pidi Maa-teekonnal läbi tulema palju rohkem takistusi, kui seni arvati, koos sellest tuleneva ürgse signaali moonutamisega.
"Meie tulemused võivad lõppkokkuvõttes õõnestada veendumust, et universumis domineerib tabamatu külma tumeaine osake ja veelgi mõistatuslikum tume energia," ütles professor Shanks.
Kuigi kosmoloogia standardmudeli vaatlusandmed on endiselt tugevad, sisaldab see mudel siiski väga ebamugavaid aspekte. Need tekivad esiteks seetõttu, et see põhineb kahel "avastamata füüsikal" - külmal tumedal ainel ja tumedal energial -, millest kumbagi pole laboris tuvastatud. Nende kahe uue komponendi kasutuselevõtt suurendab tõepoolest standardse Suure Paugu inflatsioonimudeli keerukust.
Pimeda energia probleemid on eriti sügavad: näiteks selle täheldatud tihedus on nii väike, et see võib olla kvantmehaaniliselt ebastabiilne. See tekitab probleeme ka kvantgravitatsiooni teooriate jaoks, mis viitavad sellele, et võime elada 10 või 11 mõõtmega universumis, need kõik on kahanenud, välja arvatud kolm ruumis ja üks ajas.
Seetõttu sooviksid paljud teoreetikud põgeneda tänapäevasest kosmoloogia tavamudelist ja jääb üle vaadata, kui kaugele need Durhami grupi poolt arutatud tähelepanekud selles suunas lähevad. Kuid kui see on õige, viitavad nad sellele, et kuulujutud, et elame täppiskosmoloogia uuel ajastul, võivad osutuda enneaegseteks!
Algne allikas: RASi pressiteade
