Тези четири галактически клъстера бяха сред стотици, анализирани в голямо проучване, за да се провери дали Вселената е еднаква във всички посоки на големи мащаби. Резултатите от изследването предполагат, че концепцията за „изотропна“ вселена може да не е напълно подходяща.
(Изображение: © NASA / CXC / Univ. Of Bonn / K. Migkas et al.)
Вселената може да не е еднаква във всяка посока в края на краищата.
Степента на разширяване на Вселената изглежда, че варира от място на място, отчита ново проучване. Тази констатация, ако бъде потвърдена, ще принуди астрономите да преоценят колко добре разбират Космоса.
"Един от стълбовете на космологията - изучаването на историята и съдбата на цялата Вселена - е, че Вселената е" изотропна ", което означава една и съща във всички посоки", водещият автор на изследването Константинос Микас от университета в Бон в Германия , се казва в изявление, "Нашата работа показва, че може да има пукнатини в този стълб."
Вселената се разширява непрекъснато повече от 13,8 милиарда години големият взрив - и с ускоряваща се скорост, благодарение на мистериозна сила, наречена тъмна енергия. Уравнения, основани на общата теория на относителността на Айнщайн, предполагат, че това разширение е изотропно на големи пространствени мащаби, пише Мигкас във вторник (7 април) в блог пост за новото изследване.
Наблюдения на космически микровълнов фон (CMB), проникващата във Вселената радиация, останала от Големия взрив, подкрепя това схващане, добави той: „CMB изглежда е изотропен и космолозите екстраполират това свойство на много ранната вселена в нашата съвременна епоха, близо 14 милиарда години по късно."
Но не е ясно колко валидна е тази екстраполация, подчерта той, като отбеляза това тъмна енергия е доминиращият фактор в еволюцията на Вселената през последните 4 милиарда години. "Опустошителната природа на тъмната енергия все още не е позволила на астрофизиците да я разберат правилно", пише Мигкас. "Следователно, ако приемем, че е изотропна, засега е почти скок на вярата. Това подчертава спешната необходимост да се проучи дали днешната Вселена е изотропна или не."
Новото проучване отчита резултатите от едно такова разследване. Мигкас и неговите колеги са изследвали 842 галактически клъстери, най-голямата гравитационно свързана структура във Вселената, използваща данни, събрани от три космически телескопа: рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА, XMM-Нютон в Европа и разширения спътник за космология и астрофизика, съвместна японска САЩ. мисия, която приключи през 2001 г.
Изследователите определиха температурата на всеки клъстер, като анализираха рентгеновите емисии, идващи от огромни полета горещ газ в тях. Те използваха тази информация за температурата, за да оценят присъщата на всеки клъстер рентгенова светене, без да се налага да вземат предвид космологичните променливи, като скоростта на разширение на Вселената.
След това изследователите изчислиха рентгеновата светимост за всеки клъстер по различен начин, който изискваше познаване на разширяването на Вселената. По този начин се разкриха очевидни темпове на разширяване в цялото небе - и тези скорости не съвпаднаха навсякъде.
„Успяхме да определим регион, който изглежда се разширява по-бавно от останалата част на Вселената и такъв, който изглежда се разширява по-бързо!“ Мигкас написа в публикацията в блога. „Интересното е, че нашите резултати са съгласни с няколко предишни изследвания които използваха други методи, с тази разлика, че ние идентифицирахме тази „анизотропия“ в небето с много по-голяма увереност и използваме обекти, покриващи цялото небе по-равномерно “.
Възможно е този резултат да има сравнително прозаично обяснение. Например, може би клъстерите от галактики в аномалните области се изтеглят силно гравитационно от други клъстери, създавайки илюзията за различна скорост на разширяване.
Подобни ефекти се наблюдават при по-малки пространствени скали във Вселената, казват изследователите. Но новото проучване сондира струпвания на разстояние до 5 милиарда светлинни години и не е ясно дали гравитационните влекачи могат да преодолеят силите за разширяване на толкова големи разстояния, добавиха те.
Ако наблюдаваните разлики в скоростта на разширение наистина са реални, те биха могли да разкрият интригуващи нови подробности за това как работи Вселената. Например, може би самата тъмна енергия варира от място на място в Космоса.
"Би било забележително, ако се установи, че тъмната енергия има различна сила в различни части на Вселената", казва същият автор на изследването Томас Райприх, също от университета в Бон, в същото изявление. "Въпреки това ще са необходими много повече доказателства, за да се изключат други обяснения и да се направи убедително дело."
Новото проучване се появява в броя за април 2020 г. на списанието Astronomy and Astrophysics. Можете да го прочетете безплатно в онлайн сайта за предпечат arXiv.org.
- Как Вселената може да се разшири по-бързо от скоростта на светлината?
- Нашата рентгенова вселена: невероятни снимки от рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА
- 7 изненадващи неща за Вселената
