Kujutise krediit: ESA
Alles mõni aasta tagasi raputasid astronoomid tumeda energia teooriaga praeguseid Universumi mudeleid; mis ütleb, et Universumi laienemine tegelikult kiireneb. Vaadeldes kaugemaid galaktikaparveid - kuni 10 miljardit valgusaastat - leidsid ESA astronoomid, et need sisaldavad kontsentreeritumat ainet, kui tumeenergia teooria ennustab. Kui mateeria oleks nii kontsentreeritud, ei saaks Universum olla 70% tumedat energiat.
ESA röntgenikiirguse vaatluskeskus XMM-Newton on saatnud tagasi kiusavaid uusi andmeid Universumi olemuse kohta. Kaugustes galaktikate klastrite uuringus leidis XMM-Newton mõistatuslikke erinevusi tänapäeva galaktikate klastrite ja seitsme tuhande miljoni aasta taguse universumis viibivate galaktikate klastrite vahel. Mõned teadlased väidavad, et seda võib tõlgendada nii, et "tumedat energiat", mida enamik astronoome usub nüüd universumis domineerivat, lihtsalt ei eksisteeri?
Kaheksa kaugema galaktikate klastri vaatlusi, millest kaugeim asub umbes 10 tuhande miljoni valgusaasta kaugusel, uuris rahvusvaheline astronoomide rühm, mida juhtis David Lumb ESA kosmoseuuringute ja tehnoloogia keskusest (ESTEC) Hollandis. Nad võrdlesid neid kobaraid lähedalasuvas Universumis leiduvatega. See uuring viidi läbi suurema XMM-Newton Omega projekti raames, mille eesmärk on uurida Universumi mateeria tihedust Jim Bartletti juhtimisel kolledžist de France.
Galaktikate klastrid on suurepärased röntgenikiirguse kiirgajad, kuna need sisaldavad suures koguses kõrgel temperatuuril gaasi. See gaas ümbritseb galaktikaid samamoodi nagu aur ümbritseb inimesi saunas. Mõõtes klastrist röntgenikiirte kogust ja energiat, saavad astronoomid välja selgitada nii klastri gaasi temperatuuri kui ka klastri massi.
Teoreetiliselt oleks universumis, kus mateeria tihedus on kõrge, galaktikate klastrid aja jooksul jätkuvalt kasvama ja seega peaksid need keskmiselt sisaldama praegu rohkem massi kui varem.
Enamik astronoome usub, et elame madala tihedusega universumis, kus salapärane aine, mida tuntakse tumeda energiana, moodustab 70% kosmose sisust ja läbistab seetõttu kõike. Selle stsenaariumi korral peaksid galaktikate klastrid lakkama kasvamast universumi ajaloo varases staadiumis ja nägema praktiliselt eristamatuks tänapäeva omast.
Euroopa ajakirja Astronomy and Astrophysics peatselt avaldatavas dokumendis tutvustavad XMM-Newton Omega projekti astronoomid tulemusi, mis näitavad, et kauges universumis asuvad galaktikate klastrid pole sellised nagu tänapäeval. Näib, et nad annavad rohkem röntgenikiirte kui praegu. Nii selgelt on galaktikate klastrid oma välimust aja jooksul muutnud.
Saadud dokumendis kasutab Alain Blanchard Midi-Pyrénise laborist Laboratoire d’Astrophysique de l’Observatoire Midi-Pyr? N ja tema meeskond tulemusi, et arvutada, kuidas galaktikaparvede arvukus aja jooksul muutub. Blanchard ütleb: "Varem oli galaktikaparve vähem."
Selline tulemus näitab, et Universum peab olema suure tihedusega keskkond, mis on selgelt vastuolus „kooskõlamudeliga“, mis postuleerib kuni 70% tumeda energiaga ja väga madala ainetihedusega Universumit. Blanchard teab, et see järeldus on väga vaieldav, öeldes: "Nende tulemuste arvessevõtmiseks peab teil universumis olema palju ainet ja see jätab tumedale energiale vähe ruumi."
Uute XMM-Newtoni tähelepanekute ühildamiseks kooskõlamudelitega peaksid astronoomid tunnistama olulist lünka oma teadmistes klastrite ja võimalusel ka nendes asuvate galaktikate käitumise kohta. Näiteks peaksid kaugete klastrite galaktikad süstima ümbritsevasse gaasi rohkem energiat, kui praegu arvatakse. Seejärel peaks see protsess järk-järgult ahenema, kui klaster ja selles olevad galaktikad vananevad.
Ükskõik, kuidas tulemusi tõlgendatakse, on XMM-Newton andnud astronoomidele uue ülevaate universumist ja uue mõistatuse, mille abil mõistatada. Mis puutub võimalusesse, et XMM-Newtoni tulemused on lihtsalt valed, siis praegu kinnitatakse neid teiste röntgenvaatlustega. Kui need annavad sama vastuse, peame võib-olla ümber mõtlema oma arusaama universumist.
Universumi sisu
Arvatakse, et Universumi sisu koosneb kolmest ainetüübist: normaalsest ainest, tumedast ainest ja tumedast energiast. Tavaline mateeria koosneb aatomitest, mis moodustavad tähed, planeedid, inimesed ja kõik muud universumis nähtavad objektid. Nii alandlik kui see ka ei kõla, moodustab normaalne mateeria peaaegu kindlasti väikese osa kogu universumist, kuskil 1–10%.
Mida rohkem astronoomid universumit vaatlesid, seda rohkem oli neil vaja materjali selle kõige selgitamiseks. See asi ei saanud aga olla tavalistest aatomitest, vastasel juhul oleks näha rohkem tähti ja galaktikaid. Selle asemel lõid nad selle omapärase aine mõiste tumeaine just seetõttu, et see pääseb meie avastamisest. Samal ajal hakkasid loodusjõudude mõistmist proovivad füüsikud uskuma, et uusi ja eksootilisi aineosakesi peab Universumis leiduma. Vaevalt need kunagi normaalse ainega kokku puutuksid ja paljud usuvad nüüd, et need osakesed on tume aine. Kuigi tumeda aine osakeste tuvastamiseks on käimas palju katseid, pole ükski neist olnud edukas. Sellegipoolest usuvad astronoomid endiselt, et kusagil 30–99% universumist võib koosneda tumedast ainest.
Tume energia on uusim lisa Universumi sisule. Algselt tutvustas Albert Einstein kõikehõlmava kosmilise energia ideed enne, kui ta teadis, et Universum laieneb. Laienev universum ei vajanud kosmoloogilist konstanti, nagu Einstein oli oma energiaks nimetanud. Kuid 1990-ndatel täheldasid kauges universumis plahvatavate tähtede vaatlused, et universum mitte ainult ei laiene, vaid ka kiireneb. Ainus viis seda selgitada oli Einsteini kosmilise energia taaskehtestamine pisut muudetud kujul, mida nimetatakse tumedaks energiaks. Keegi ei tea, mis võib olla tume energia.
Universumi praegu populaarses nn kooskõlamudelis arvatakse, et 70% kosmosest on tume energia, 25% tume aine ja 5% normaalne aine.
Algne allikas: ESA pressiteade
