Neid nelja galaktikoklastrit analüüsiti suures uuringus sadade hulgas, et testida, kas universum on kõigis suundades ühesuurune suurte mõõtmetega. Uuringutulemused viitavad sellele, et mõiste "isotroopne" universum ei pruugi täiesti sobida.
(Pilt: © NASA / CXC / Bonni ülikool / K. Migkas jt)
Universum ei pruugi lõppude lõpuks olla ühesugune igas suunas.
Laienemise kiirus universum tundub, et varieerub kohati, teatas uus uuring. Kui see leid kinnitatakse, sunnivad astronoomid ümber hindama, kui hästi nad kosmosest aru saavad.
"Kosmoloogia üks alustalasid - kogu universumi ajaloo ja saatuse uurimine - seisneb selles, et universum on isotroopne, tähendades ühesugust kõigis suundades," ütles uuringu juhtiv autor Konstantinos Migkas Saksamaa Bonni ülikoolist , ütles ta avalduses. "Meie töö näitab, et selles sammas võib olla pragusid."
Sellest ajast alates on universum pidevalt laienenud enam kui 13,8 miljardit aastat suur pauk - ja kiireneva kiirusega tänu salapärasele jõule, mida nimetatakse tumedaks energiaks. Einsteini üldisel relatiivsusteoorial põhinevad võrrandid viitavad sellele, et see laienemine on suurtes ruumiskaalades isotroopne, kirjutas Migkas teisipäeval (7. aprill) ajakirjas ajaveebi postitus uue uuringu kohta.
Vaatlused kosmiline mikrolaine taust (CMB), Suurest Paugust üle jäänud universumit läbistav kiirgus, toetab seda mõtet, lisas ta: "CMB näib olevat isotroopne ja kosmoloogid ekstrapoleerivad selle väga varajase universumi omaduse meie praegusesse, peaaegu 14 miljardi aastasse ajastusse. hiljem ".
Kuid pole selge, kui õigustatud see ekstrapoleerimine on, rõhutas ta, märkides seda tume energia on viimase 4 miljardi aasta jooksul olnud universumi evolutsioonis domineeriv tegur. Tume energia "segane olemus pole veel astrofüüsikutel lasknud sellest õigesti aru saada," kirjutas Migkas. "Seetõttu on praegu isotroopse oletamine peaaegu usu hüpe. See rõhutab kiiret vajadust uurida, kas tänapäeva universum on isotroopne või mitte."
Uus uuring kajastab ühe sellise uurimise tulemusi. Migkas ja tema kolleegid õppisid 842. aastal galaktikaparved, universumi suurimaid gravitatsiooniliselt seotud struktuure, kasutades kolme kosmoseteleskoobi kogutud andmeid: NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus, Euroopa XMM-Newton ja Jaapani-USA ühine kosmoloogia ja astrofüüsika täiustatud satelliit. missioon, mis lõppes 2001. aastal.
Teadlased määrasid iga klastri temperatuuri, analüüsides röntgenkiirguse emissioone, mis pärinevad neis asuvatest tohututest kuuma gaasi väljadest. Nad kasutasid seda temperatuuriteavet igale klastrile omase röntgenkiirguse heleduse hindamiseks, ilma et oleks vaja võtta arvesse kosmoloogilisi muutujaid, näiteks universumi laienemiskiirust.
Seejärel arvutasid teadlased iga klastri röntgenkiirguse heleduse erineval viisil - see eeldas teadmisi universumi laienemisest. See näitas kogu taeva ilmseid laienemiskiirusi - ja need kiirused ei klappinud igal pool.
"Meil õnnestus täpselt kindlaks teha piirkond, mis näib laienevat aeglasemalt kui ülejäänud universum, ja see, mis näib laienevat kiiremini!" Migkas kirjutas ajaveebipostituses. "Huvitaval kombel on meie tulemused nõus mitmega eelmised uuringud mis kasutas muid meetodeid, selle erinevusega, et tuvastasime selle taeva anisotroopia palju suurema usaldusega ja kogu taeva katvate objektide kasutamisel ühtlasemalt. "
Võimalik, et sellel tulemusel on suhteliselt proosaline seletus. Näiteks tõmbavad teised klastrid anomaalsetes piirkondades asuvaid galaktikaparve gravitatsiooniliselt tugevalt, andes illusiooni teistsugusest laienemiskiirusest.
Selliseid mõjusid on näha universumi väiksemates ruumiskaalades, ütlesid teadlased. Kuid uued uuringud sondid kuni 5 miljardi valgusaasta kaugusel asuvatesse klastritesse ja pole selge, kas gravitatsioonipuksiirid võivad nii suurtel vahemaadel ületada laienemisjõude, lisasid nad.
Kui täheldatud laienemiskiiruse erinevused on tõepoolest tõesed, võivad need paljastada huvitavaid uusi üksikasju universumi toimimise kohta. Näiteks varieerub tume energia iseenesest kogu kosmoses.
"Oleks tähelepanuväärne, kui tumedal energial oleks universumi eri osades erinev tugevus," ütles samas avalduses ka kaasautor Thomas Reiprich, kes on pärit ka Bonni ülikoolist. "Kuid teiste seletuste välistamiseks ja veenva juhtumi tegemiseks oleks vaja palju rohkem tõendeid."
Uus uuring ilmub ajakirja Astronomy and Astrophysics 2020. aasta aprilli numbris. Te saate seda tasuta lugeda veebis eelsalvestuse saidil arXiv.org.
- Kuidas saab universum laieneda kiiremini kui valguse kiirus?
- Meie röntgenikiirgus: suurepärased fotod NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskusest
- 7 üllatavat asja universumi kohta
