Obrazový kredit: ESA
Teprve před několika lety astronomové otřásli současnými modely vesmíru teorií temné energie; což říká, že expanze vesmíru se ve skutečnosti zrychluje. Při pohledu na vzdálené shluky galaxií - vzdálené až 10 miliard světelných let - astronomové ESA zjistili, že obsahují více koncentrované hmoty, než by předpovídala teorie temné energie. Pokud by byla hmota tak koncentrovaná, nemohl by být vesmír 70% temné energie.
X-ray observatoř ESA, XMM-Newton, se vrátila s dráždivými novými údaji o povaze vesmíru. V průzkumu vzdálených shluků galaxií našel XMM-Newton záhadné rozdíly mezi dnešními shluky galaxií a těmi přítomnými ve vesmíru asi před sedmi tisíci miliony let. Někteří vědci tvrdí, že to lze interpretovat tak, že „temná energie“, o které většina astronomů nyní věří, že dominuje vesmíru, prostě neexistuje?
Pozorování osmi vzdálených shluků galaxií, z nichž nejvzdálenější je asi 10 000 miliónů světelných let, byla studována mezinárodní skupinou astronomů vedenou Davidem Lumbem z vesmírného výzkumného a technologického centra ESA (ESTEC) v Nizozemsku. Srovnal tyto shluky s těmi, které se nacházejí v nedalekém vesmíru. Tato studie byla provedena jako součást většího projektu XMM-Newton Omega, který zkoumá hustotu hmoty ve vesmíru pod vedením Jim Bartletta z College de France.
Shluky galaxií jsou úžasnými zářiči rentgenového záření, protože obsahují velké množství vysokoteplotního plynu. Tento plyn obklopuje galaxie stejným způsobem jako pára obklopuje lidi v sauně. Měřením množství a energie rentgenových paprsků ze shluku mohou astronomové vypočítat jak teplotu shlukového plynu, tak i hmotnost shluku.
Teoreticky, ve vesmíru, kde je hustota hmoty vysoká, by shluky galaxií rostly s časem, a tak by nyní mělo v průměru obsahovat více hmoty než v minulosti.
Většina astronomů věří, že žijeme ve vesmíru s nízkou hustotou, ve kterém tajemná látka známá jako „temná energie“ představuje 70% obsahu vesmíru, a proto vše prostupuje. V tomto scénáři by shluky galaxií měly přestat růst na počátku dějin vesmíru a vypadat prakticky na nerozeznání od těch dnešních.
V článku, který bude brzy zveřejněn evropským časopisem Astronomie a astrofyzika, představují astronomové z projektu XMM-Newton Omega výsledky, které ukazují, že shluky galaxií ve vzdáleném vesmíru nejsou jako dnes. Zdá se, že rozdávají více rentgenů než dnes. Tak jasně, shluky galaxií změnily svůj vzhled v čase.
V průvodním článku Alain Blanchard z Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyr? N? Es a jeho tým používají výsledky k výpočtu toho, jak se mění početnost shluků galaxií v čase. Blanchard říká: „V minulosti bylo méně shluků galaxií.“
Takový výsledek ukazuje, že vesmír musí být prostředím s vysokou hustotou, v jasném rozporu s „konkordančním modelem“, který postuluje vesmír s až 70% temnou energií a velmi nízkou hustotou hmoty. Blanchard ví, že tento závěr bude velmi kontroverzní, a řekl: „Abychom vysvětlili tyto výsledky, musíte mít ve vesmíru hodně hmoty a to ponechává malý prostor pro temnou energii.“
Abychom sladili nová pozorování XMM-Newton s modely shody, museli by astronomové připustit zásadní mezeru ve svých znalostech o chování klastrů a případně o galaxiích uvnitř nich. Například galaxie ve vzdálených shlucích by musely vstřikovat do okolního plynu více energie, než je v současnosti chápáno. Tento proces by se pak měl postupně zužovat, jak klastr a galaxie v něm stárnou.
Bez ohledu na to, jak jsou výsledky interpretovány, XMM-Newton poskytl astronomům nový pohled do vesmíru a nové tajemství, které má překonat. Pokud jde o možnost, že výsledky XMM-Newton jsou prostě špatné, jsou v procesu potvrzování jinými rentgenovými pozorováními. Pokud tito vrátí stejnou odpověď, možná budeme muset přehodnotit naše chápání vesmíru.
Obsah vesmíru
Obsah vesmíru je obecně považován za skládající se ze tří typů látek: normální hmoty, temné hmoty a temné energie. Normální hmota se skládá z atomů, které vytvářejí hvězdy, planety, lidské bytosti a všechny ostatní viditelné objekty ve vesmíru. Jak to zní ponižující, normální záležitost téměř jistě představuje malý podíl vesmíru, někde mezi 1% a 10%.
Čím více astronomů pozorovalo vesmír, tím více hmoty potřebovali k tomu, aby to všechno vysvětlilo. Tato záležitost nemohla být vyrobena z normálních atomů, jinak by bylo vidět více hvězd a galaxií. Místo toho vytvořili pro tuto zvláštní látku termín temná hmota právě proto, že uniká naší detekci. Současně se fyzici, kteří se snažili dále porozumět přírodním silám, začali domnívat, že ve vesmíru musí být hojné nové a exotické částice hmoty. Sotva by někdy interagovaly s normální hmotou a mnoho z nich nyní věří, že tyto částice jsou temnou hmotou. V současné době, přestože probíhá mnoho experimentů na detekci částic temné hmoty, žádný nebyl úspěšný. Přesto astronomové stále věří, že někde mezi 30% a 99% vesmíru může být temná hmota.
Temná energie je nejnovějším přírůstkem obsahu vesmíru. Albert Einstein původně představil myšlenku všeprostupující „kosmické energie“, než věděl, že vesmír se rozšiřuje. Rostoucí vesmír nepotřeboval „kosmologickou konstantu“, jak Einstein nazýval svou energií. V 90. letech však pozorování explodujících hvězd ve vzdáleném vesmíru naznačuje, že vesmír se nejen rozšiřuje, ale také zrychluje. Jediným způsobem, jak to vysvětlit, bylo znovu zavést Einsteinovu kosmickou energii v mírně změněné podobě, nazývané temná energie. Nikdo neví, jaká by mohla být temná energie.
V současném populárním „konkordančním modelu“ vesmíru se 70% vesmíru považuje za temnou energii, 25% temné hmoty a 5% normální hmoty.
Původní zdroj: ESA News Release
