Obrazový kredit: RAS
V posledních letech astronomové získali podrobná měření kosmického mikrovlnného záření v pozadí - „echo“ od narození vesmíru během Velkého třesku.
Zdá se, že tyto výsledky s pozoruhodnou přesností naznačují, že v našem vesmíru dominuje tajemná „studená temná hmota“ a „temná energie“. Nyní však skupina britských astronomů našla důkazy o tom, že prvotní mikrovlnné ozvěny mohly být na své 13 miliardileté cestě na Zemi pozměněny nebo „poškozeny“.
Výsledky týmu na University of Durham, vedeného profesorem Tomem Shanksem, jsou založeny na nové analýze dat ze satelitu NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).
Tým zjistil, že blízké shluky galaxií se zdají ležet v oblastech oblohy, kde je mikrovlnná teplota nižší než průměr. Toto chování lze vysvětlit, pokud horký plyn v klastrech galaxie interagoval s fotony Velkého třesku, když procházeli kolem a poškodili informace obsažené v této ozvěně prvotní ohnivé koule. Rusští fyzici R. A. Sunyaev a Ya. B. Zeldovich předpověděl takový účinek na počátku sedmdesátých let, krátce po objevení kosmického mikrovlnného záření v pozadí.
Tento Sunyaev-Zeldovičův efekt byl již dříve pozorován v případech podrobného pozorování mikrovlnného pozadí v blízkosti několika bohatých galaktických shluků a samotný tým WMAP uvedl, že tento účinek viděl ve svých vlastních údajích, blízko klastrových center.
Nyní Durhamský tým našel důkazy, že horký plyn v klastrech může ovlivňovat mapy mikrovlnného pozadí až do poloměru téměř 1 stupně od středů galaxií v klastrech, což je mnohem větší oblast, než bylo dříve detekováno. To naznačuje, že pozice „shluků shluků“ nebo „superklasterů“ se mohou také shodovat s chladnějšími skvrnami ve vzorci fluktuací mikrovlnného pozadí.
"Fotony v mikrovlnném záření na pozadí jsou rozptýleny elektrony v blízkých shlucích," řekl profesor Shanks. "To způsobuje důležité změny záření v době, kdy se k nám dostane."
"Pokud mají klastry galaxií, které se nacházejí několik miliard světelných let od Země, stejný účinek, musíme zvážit, zda je nutné upravit naši interpretaci satelitních map mikrovlnného záření pozadí."
Pokud se potvrdí výsledek Durhama, mohou být důsledky pro kosmologii velmi významné. Podpis pro temnou energii a temnou hmotu spočívá v podrobné struktuře vln detekovaných v mikrovlnném pozadí, malých teplotních variacích, které byly vytvořeny v době, kdy byl poloměr vesmíru tisíckrát menší než je dnes.
Pokud by byl tento prvotní vzorec narušen procesy probíhajícími v nedávné minulosti, dlouho poté, co se vytvořily galaxie a shluky galaxií, bude v nejlepším případě komplikovat interpretaci ozvěny mikrovln a v nejhorším případě začne podkopávat předchozí důkazy o temná energie i studená temná hmota.
„Síla těchto úžasných dat WMAP spočívá v tom, že interpretace mikrovlnného pozadí„ echo “může být méně přímočará, než se dříve myslelo,“ řekl člen týmu Sir Arnold Wolfendale (dříve Astronomer Royal).
Tým WMAP již uvedl, že jejich měření mikrovlnné ozvěny velkého třesku mohla být ohrožena procesem tvorby galaxií v mezistupně v historii vesmíru. Předkládali důkazy, že plyn zahřátý hvězdami, galaxiemi a kvasary, které se narodily dříve, může také poškodit mikrovlnný signál, když byl vesmír 10 nebo 20krát menší než v současnosti. Jak výsledky WMAP, tak Durham tedy naznačují, že mikrovlnná ozvěna Velkého třesku možná musela projít mnohem více překážek na své cestě na Zemi, než se dříve myslelo, s následným možným zkreslením pravěku.
"Naše výsledky mohou nakonec podkopat víru, že ve vesmíru dominuje nepolapitelná částice studené temné hmoty a ještě tajemnější temná energie," řekl profesor Shanks.
Ačkoli observační důkazy pro standardní model kosmologie zůstávají silné, model obsahuje velmi nepříjemné aspekty. Vznikají nejprve proto, že jsou založeny na dvou kusech „neobjevené fyziky“ - studené temné hmotě a temné energii - z nichž žádný nebyl v laboratoři detekován. Zavedení těchto dvou nových komponent značně zvyšuje komplikaci standardního inflačního modelu Big Bang.
Problémy temné energie probíhají zvláště hluboko: například její pozorovaná hustota je tak malá, že může být kvantově mechanicky nestabilní. Vytváří také problémy pro teorie kvantové gravitace, které naznačují, že můžeme žít ve vesmíru s 10 nebo 11 dimenzemi, všechny zmenšené, s výjimkou tří v prostoru a jedné v čase.
Mnoho teoretiků by proto chtělo únikovou cestu z dnešního standardního modelu kosmologie a zbývá zjistit, jak daleko tato pozorování diskutovaná skupinou Durham půjdou tímto směrem. Ale pokud jsou správné, naznačují, že fámy, že žijeme v „Nové éře precizní kosmetiky“, se mohou ukázat jako předčasné!
Původní zdroj: RAS News Release
