Un studiu asupra a peste 25 de milioane de galaxii a găsit o contradicție ciudată în modul în care astronomii măsoară aglomerația universului și ar putea amenința modelul standard al cosmologiei, care descrie modul în care universul s-a format și a evoluat.
Discrepanța, găsită prin măsurarea deformării luminii de către câmpurile gravitaționale puternice ale galaxiilor îndepărtate, sugerează că cosmosul este mai puțin împreuna decât se prevedea anterior.
Dacă măsurarea este exactă, aceasta se va alătura tensiunii Hubble ca încă o provocare semnificativă pentru preconcepțiile noastre despre modul în care a evoluat cosmosul – una care ar putea lăsa loc unei noi fizici sau chiar unui model complet diferit al universului. Cercetătorii și-au publicat concluziile pe 11 decembrie în jurnal Analiza fizică D.
Legate de: După 2 ani în spațiu, telescopul James Webb a rupt cosmologia. Se poate repara?
„Suntem încă destul de precauți aici”, Michael Strausspreședinte al Departamentului de Științe Astrofizice al Universității Princeton și unul dintre liderii echipei care a făcut descoperirea, a spus într-o declarație. „Nu spunem că tocmai am descoperit că cosmologia modernă este greșită. Statisticile arată că există doar una din 20 de șanse ca aceasta să se datoreze doar întâmplării, ceea ce este convingător, dar nu complet definitiv. Comunitatea astronomică a ajuns la aceeași concluzie în urma mai multor experimente, pe măsură ce continuăm să facem aceste măsurători, poate că descoperim că este real.”
Conform modelului standard al cosmologiei, după Big bang tânărul cosmos era un bulion de plasmă agitat care a început să se extindă rapid datorită unei forțe invizibile cunoscută sub numele energie întunecată. Pe măsură ce universul creștea, materia obișnuită, care interacționează cu lumina, s-a înghețat în jurul unor pâlcuri invizibile. materie întunecată pentru a crea primele galaxii, conectate între ele printr-o vastă rețea cosmică. În zilele noastre, cosmologii cred că materia obișnuită, materia întunecată și energia întunecată reprezintă aproximativ 5%, 25% și, respectiv, 70% din univers.
Cu toate acestea, există probleme tot mai mari cu această imagine. Pentru a-și testa modelele, astronomii compară adesea trecutul cu universul prezent. Măsurătorile lor anterioare sunt extrase din fundalul cosmic cu microunde (CMB), erupția statică a primei lumini a universului care și-a părăsit sursa (recombinând atomii) la 380.000 de ani după Big Bang.
Cu toate acestea, constanta Hubble – o valoare care urmărește rata de expansiune a universului – prezisă de CMB nu a fost de acord cu calculele derivate din obiectele cerești din cosmosul contemporan. Această discrepanță a dus la o criză în cosmologie cunoscută sub numele de tensiune Hubble.
Noua discrepanță cu privire la aglomerația universului se concentrează în jurul unui număr numit S8, care măsoară cât de multă materie se adună, sau se adună, în univers. După ce au folosit satelitul Planck pentru a studia fundalul cosmic cu microunde (CMB), astronomii au conectat anterior datele în modelul standard de cosmologie și a obținut o valoare estimată pentru S8 de 0,83.
Acest lucru se confruntă cu o nouă măsurare a S8 folosind Japonia Telescopul Subaru, care a studiat cât de multă lumină este deformată de prezența materiei în galaxii. Cercetătorii au luat rezultatele și au produs o valoare mai mică pentru S8 de 0,77. Noul rezultat a fost replicat de alte două colaborări care au cartografiat materia universului cu lentile gravitaționale – Sondajul Energiei Întunecate si Sondaj de kilograme — face improbabil un rezultat anormal individual.
„Confirmăm un sentiment din ce în ce mai mare în comunitate că există o discrepanță reală între măsurarea aglomerării în universul timpuriu (măsurată din CMB) și cea din epoca galaxiilor, „doar” acum 9 miliarde de ani.” Arun Kannawadiun cercetător asociat de la Universitatea Princeton care a fost implicat în analiză, a spus în declarație.
Deși problema indică o altă gaură mare în înțelegerea noastră a universului, cosmologii nu au încă modalități grozave de a o umple. Este posibil ca cosmologii să se înșele în privința cantității de materie întunecată din univers sau a modului în care aceasta se adună. Poate că energia întunecată s-a schimbat de-a lungul vieții universului – o explicație care ar rezolva atât tensiunea S8, cât și cea Hubble cu o modificare a modelului standard de cosmologie.
Sau poate, cel mai interesant dintre toate, ar putea însemna că modelul standard este stricat și necesită o înlocuire totală. Pentru ca oamenii de știință să știe cu siguranță, vor efectua măsurători mai precise de la telescoape și mai puternice. Doi astfel de concurenți sunt Observatorul Vera C. Rubin din Chile și Telescopul Spațial Roman Nancy Grace, care urmează să vină online în 2025, respectiv 2027.