הפתעה! קצב ההתפשטות של היקום עשוי להשתנות ממקום למקום

Send

ארבעת אשכולות הגלקסיה הללו היו מבין מאות שניתחו בסקר גדול כדי לבדוק אם היקום זהה לכל הכיוונים מעל קשקשים גדולים. תוצאות המחקר מצביעות על כך שהמושג של יקום "איזוטרופי" לא מתאים לחלוטין.

(תמונה: © NASA / CXC / Univ. של בון / ק. Migkas et al.)

יתכן שהיקום לא יהיה זהה לכל כיוון.

קצב ההתרחבות של היקום נראה כי משתנה ממקום למקום, כך עולה ממחקר חדש. ממצא זה, אם יאושר, יאלץ את האסטרונומים לבחון מחדש עד כמה הם מבינים את הקוסמוס.

"אחד מעמודי התווך של הקוסמולוגיה - חקר ההיסטוריה וגורלו של היקום כולו - הוא שהיקום הוא 'איזוטרופי', כלומר אותו דבר לכל הכיוונים", אומר הסופר הראשי קונסטנטינוס מיגקס מאוניברסיטת בון בגרמניה. , אמר בהצהרה. "העבודה שלנו מראה שייתכנו סדקים בעמוד זה."

היקום מתרחב ברציפות במשך למעלה מ 13.8 מיליארד שנים, מאז המפץ הגדול - ובקצב מאיץ, בזכות כוח מסתורי הנקרא אנרגיה אפלה. משוואות המבוססות על תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין מצביעות על כך שהרחבה זו היא איזוטרופית על מאזניים מרחביים גדולים, כך כתבה מיגקס ביום שלישי (7 באפריל) ב- פוסט בבלוג על המחקר החדש.

תצפיות על רקע מיקרוגל קוסמי (CMB), הקרינה התפשטת היקום שנשארה מהמפץ הגדול, תומכת ברעיון זה, הוא הוסיף: "נראה ש- CMB הוא איזוטרופי, והקוסמולוגים מחצבים את המאפיין הזה של היקום המוקדם מאוד לתקופה הנוכחית שלנו, כמעט 14 מיליארד שנה מאוחר יותר."

אבל לא ברור עד כמה האקסטרפולציה הזו תקפה, הדגיש, וציין את זה אנרגיה שחורה היה הגורם הדומיננטי בהתפתחות היקום בארבעת מיליארד השנים האחרונות בערך. "הטבע המבלבל של אנרגיה כהה טרם איפשר לאסטרופיסיקאים להבין אותו כמו שצריך", כתב מיגקס. "לכן ההנחה שהיא איזוטרופית היא כמעט קפיצת אמונה לעת עתה. זה מדגיש את הצורך הדחוף לחקור אם היקום של ימינו הוא איזוטרופי או לא."

המחקר החדש מדווח על תוצאות חקירה אחת כזו. מיגקס ועמיתיו למדו 842 אשכולות גלקסיההמבנים הגדולים בכבידה בכבידה ביקום, תוך שימוש בנתונים שנאספו על ידי שלושה טלסקופי חלל: מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א, XMM-Newton האירופי והלווין המתקדם לקוסמולוגיה ואסטרופיזיקה, יפני-ארה"ב משותף. המשימה שהסתיימה בשנת 2001.

החוקרים קבעו את הטמפרטורה של כל מקבץ על ידי ניתוח פליטות הרנטגן המגיעות משדות ענק של גז חם בתוכם. הם השתמשו במידע טמפרטורה זה כדי להעריך את אור הזוהר הטבוע ברנטגן של כל מקבץ, מבלי להזדקק לקחת בחשבון משתנים קוסמולוגיים כמו קצב ההתפשטות של היקום.

לאחר מכן החוקרים חישבו את אור הזוהר הרנטגן עבור כל אשכול בצורה שונה, כזו שאמורה הייתה דורשת ידע על התרחבות היקום. פעולה זו חשפה שיעורי התפשטות לכאורה בכל רחבי השמים - ושיעורים אלה לא התאימו בכל מקום.

"הצלחנו לאתר את האזור שנראה שהוא מתרחב לאט יותר משאר היקום, ונדמה שהוא מתרחב מהר יותר!" מיגקס כתב בפוסט הבלוג. "מעניין, התוצאות שלנו מסכימות עם כמה לימודים קודמים זה השתמש בשיטות אחרות, עם ההבדל שזיהינו את 'האניסוטרופיה' הזו בשמיים בביטחון הרבה יותר גבוה ושימוש באובייקטים המכסים את כל השמים בצורה אחידה יותר. "

יתכן שלתוצאה זו יש הסבר פרוזאי יחסית. לדוגמה, אולי אשכולות גלקסיות באזורים האנומליים נמשכים בכבידה בכבידה על ידי אשכולות אחרים, מה שמאפשר אשליה של קצב התפשטות שונה.

החוקרים אמרו כי השפעות מסוג זה נראות בקנה מידה מרחבי קטן יותר ביקום. אולם בדיקות המחקר החדשות מקבצות עד 5 מיליארד שנות אור, ולא ברור אם משיכות כבידה יכולות להציף כוחות התפשטות לאורך מרחקים כה גדולים, הוסיפו.

אם ההבדלים בקצב ההתרחבות שנצפו אכן אמיתיים, הם יכולים לחשוף פרטים חדשים ומסקרנים אודות אופן פעולתו של היקום. למשל, אולי האנרגיה האפלה עצמה משתנה ממקום למקום בכל הקוסמוס.

"זה יהיה מדהים אם נמצא כי לאנרגיה אפלה יש חוזקות שונות באזורים שונים ביקום," אמר הסופר המשותף תומאס רייפריך, אף הוא מאוניברסיטת בון, באותה הצהרה. "עם זאת, יהיה צורך בהרבה יותר ראיות כדי לשלול הסברים אחרים ולהפוך מקרה משכנע."

המחקר החדש מופיע בגיליון אפריל 2020 של כתב העת Astronomy and Astrophysics. תוכלו לקרוא אותו בחינם באתר ההדפס המקוון arXiv.org.