Talán mégsem egyenletes minden irányban a Világegyetem tágulása
A csillagászok évtizedek óta feltételezik, hogy az Univerzum minden irányban azonos sebességgel tágul. Az ESA XMM-Newton, a NASA Chandra és a német vezetésű ROSAT röntgenműholdak adatain alapuló új tanulmány azonban arra a következésre jutott, hogy a kozmológia ezen alapvető feltételezése talán mégsem helyes.
Konstantinos Migkas, a németországi Bonni Egyetem csillagászat és asztrofizika PhD kutatója és témavezetője, Thomas Reiprich eredetileg egy olyan új módszer kidolgozását tűzték ki célul, amely lehetővé tenné a csillagászok számára az úgynevezett izotrópia hipotézis tesztelését. E feltevés szerint az Univerzum – bizonyos lokális különbségek ellenére – nagy méretekben minden irányban azonos tulajdonságokkal rendelkezik.
Ez a széles körben elfogadott hipotézis a fizika alapvető törvényein alapul, és a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB) megfigyelései is alátámasztják. A CMB, az ősrobbanás közvetlen maradványa, amely az Univerzum 380 000 év korú állapotát tükrözi, amikor a hőmérséklete annyira lecsökkent, hogy a fény már szabadon tudott terjedni a világűrben. A CMB egyenletes eloszlása az égbolton azt sugallja, hogy a korai időszakban az Univerzum tágulása minden irányban azonos sebességgel történt.
A mai Univerzumban azonban ez már nem biztos, hogy igaz.
„A Bonni Egyetem és a Harvard Egyetem kollégáival együtt vizsgáltuk meg 800, a Földhöz viszonylag közeli galaxishalmaz viselkedését” – mondja Konstantinos. „Ha az izotrópia hipotézis helyes lenne, akkor a halmazok tulajdonságai egységesek lennének minden irányban az égbolton. De valójában jelentős különbségeket láttunk.”
A csillagászok a galaxishalmazokat kitöltő rendkívül forró gáz hőmérsékletét mérték meg a röntgentartományba eső mérések segítségével, és ezeket az adatokat hasonlították össze azzal, hogy a halmazok mennyire fényesek az égbolton. Ugyanazon hőmérsékletű és hasonló távolságban elhelyezkedő halmazoknak hasonló fényességűeknek kellene lenniük. De a csillagászok nem ezt tapasztalták.
„Láttuk, hogy az azonos tulajdonságokkal rendelkező, hasonló hőmérsékletű halmazok kevésbé fényesek, mint amit az ég egy adott irányában elvárnánk, és fényesebbek annál, mint azt egy másik irányban várnánk” – mondja Thomas Reiprich. „A különbség elég jelentős, körülbelül 30%. Ezek a különbségek nem véletlenszerűek, hanem attól függenek, hogy a halmazok milyen irányban találhatók az égbolton.”
Ha az Univerzum valóban anizotróp, még ha csak az elmúlt néhány milliárd évben is, az óriási paradigmaváltást jelentene, mivel minden halmaz mozgásának irányát figyelembe kellene venni, amikor azok tulajdonságait elemezzük.
„Ez egy rendkívül izgalmas eredmény” – jegyzi meg Norbert Schartel, az ESA XMM-Newton projektjének kutatója. „A korábbi tanulmányok már sejttették azt, hogy a jelenlegi Világegyetem talán nem egyenletesen tágul minden irányba, de ezeknek az új eredményeknek – melyek során először végeztek ilyen tesztet galaxishalmazok röntgentartománybeli megfigyelésével – sokkal nagyobb jelentősége van”.
- http://spaceref.com/astronomy/rethinking-cosmology-the-universes-expansion-may-not-be-uniform.html
- ‘Probing cosmic isotropy with a new X-ray galaxy cluster sample through the LX−Tscaling relation’ by K. Migkas et al. (2020) is published in Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.1051/0004-6361/201936602).
Köszönetnyilvánítás:
A cikk az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-19-4 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának szakmai támogatásával készült.