Przejdź do głównej zawartości

Obserwacje rzucają wyzwanie teoriom kosmologicznym

Badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Bonn sprawdza, w jakim stopniu aktualne pomiary są zgodne z przewidywaniami standardowego modelu kosmologicznego.


Ostatnie obserwacje stwarzają zagadkę dla astrofizyków: od Wielkiego Wybuchu powstaje mniej galaktyk, niż się tego spodziewano. Fizycy z Uniwersytetu w Bonn potwierdzili to zjawisko. Przez następne trzy lata badacze będą analizować swoje dane jeszcze bardziej szczegółowo. Umożliwi im to sprawdzenie, czy teorie uznane dzisiaj za aktualne wymagają zmiany. Badanie jest częścią serii 20 publikacji, które ukazały się w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics.

Prawie 13,8 mld lat temu Wielki Wybuch wyznaczył początek naszego Wszechświata. Stworzył przestrzeń i czas, ale także całą materię, z której składa się Wszechświat. Odtąd przestrzeń kosmiczna rozszerzała się w przerażającym tempie, podobnie jak rozproszona mgła, w której materia była prawie równomiernie rozłożona.

Ale nie do końca: w niektórych miejscach mgła była nieco gęstsza, niż w innych. W rezultacie regiony te wywierały nieco silniejsze przyciąganie grawitacyjne i powoli przyciągały materię z otoczenia. Z biegiem czasu materia koncentrowała się coraz bardziej w tych punktach kondensacji. W tym samym czasie przestrzeń stopniowo stawała się pusta. Ponad 13 mld lat doprowadziło do powstania gąbczastej struktury: dużych „dziur” pozbawionych materii, rozdzielonych małymi obszarami, w których gromadzą się tysiące galaktyk – gromady galaktyk.  

Standardowy model kosmologiczny opisuje tę historię Wszechświata od pierwszych sekund po Wielkim Wybuchu do dzisiaj. Dzięki temu modelowi udaje się wytłumaczyć, mając tylko sześć parametrów, wszystko, co wiemy dzisiaj o narodzinach i ewolucji Wszechświata. Jednak nowe dowody obserwacyjne wskazują na fakt, że materia jest dzisiaj rozłożona w inny sposób, niż przewiduje teoria.

Wszystko zaczęło się od pomiarów satelity Planck, który wystartował po to, aby badać kosmiczne promieniowanie tła. Promieniowanie to jest poświatą Wielkiego Wybuchu. Przekazuje kluczowe informacje na temat dystrybucji materii we wczesnym Wszechświecie, już od czasu 380 000 lat po Wielkim Wybuchu. 

Zgodnie z pomiarami Plancka, ten początkowy rozkład był taki, że na przestrzeni czasu powinno powstać więcej gromad galaktyk, niż obserwujemy to dzisiaj. „Mierzyliśmy za pomocą satelity rentgenowskiego liczbę gromad galaktyk na różnych odległościach od nas” – wyjaśnia  dr Florian Pacaud z Argelander-Institut für Astronomie Uniwersytetu Bonn. Idea stojąca za tym jest taka: światło z odległych gromad galaktyk podróżowało przez miliardy lat, zanim dotarło do nas, a więc obserwujemy je dzisiaj takimi, jakie były wtedy, gdy Wszechświat był jeszcze młody. Najbliższe gromady są obserwowane jako te, które pojawiły się stosunkowo niedawno.

Pomiary potwierdzają, że gromady galaktyk powstały zbyt wolno. Astronomowie ocenili, w jakim stopniu wynik ten jest sprzeczny z podstawowymi przewidywaniami modelu standardowego. Chociaż istnieje duża rozbieżność pomiędzy pomiarami i przewidywaniami, statystyczna niepewność w niniejszym badaniu nie jest jeszcze wystarczająco mocna, by naprawdę zakwestionować teorię. Jednak naukowcy spodziewają się uzyskać znacznie bardziej ograniczające wyniki z tego samego projektu w ciągu najbliższych trzech lat. To ostatecznie ujawni, czy model standardowy wymaga korekty.

Badanie dostarcza także spojrzenia w naturę ciemnej energii. Ten tajemniczy składnik Wszechświata działa jak rodzaj międzygwiezdnego proszku do pieczenia, który powoduje przyspieszenie kosmicznej ekspansji. „Ilość” ciemnej energii – stała kosmologiczna – powinna pozostać taka sama od czasu Wielkiego Wybuchu; tak zakłada standardowy model kosmologiczny. Wiele obserwacji wydaje się wskazywać na ten kierunek. Ostatnie pomiary również potwierdzają tę tezę, ale dokładniejsze wyniki zostaną uzyskane w najbliższej przyszłości.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…