Zacznijmy jednak od początku. Obowiązujący opis początków Wszechświata przekonuje, że w Wielkim Wybuchu powstało tyle samo materii co antymaterii. Dla naukowców stanowi to pewien problem, bowiem zderzenie cząstki materii z cząstką antymaterii prowadzi do anihilacji obu. Jeżeli jednej i drugiej było tyle samo, to powinno dojść do anihilacji całej materii, a tym samym i wszechświata. Teoretycznie ratunkiem dla wszechświata mógł być gwałtowny proces rozszerzania czasoprzestrzeni oraz kwantowe fluktuacje, które doprowadziły do niejednorodnego rozkładu materii we wszechświecie.
Dlaczego materia i antymateria nie uległy całkowitej anihilacji?
Zgodnie z Ogólną teorią względności następnie zadziałała grawitacja, która ścisnęła i podniosła temperaturę lokalnych zagęszczeń plazmy. Powstałe w ich wnętrzach fale dźwiękowe wyemitowane na zewnątrz z prędkością rzędu połowy prędkości światły rozepchnęły materię znajdującą się między owymi lokalnymi zagęszczeniami na tyle, że stworzyły one podwaliny pod kosmiczną sieć włókien materii, w których z czasem formowały się galaktyki i gromady galaktyk. Między owymi włóknami natomiast powstawały gigantyczne pustki, w których nie ma zasadniczo nic.
Czytaj także: Ciemna materia, jakiej jeszcze nie widziano. To rekordowe odkrycie
Naukowcy badający wszechświat w największej skali od dawna analizują struktury owych włókien i ich połączeń, w których można znaleźć najmasywniejsze skupiska materii i gigantyczne gromady galaktyk. Problem jednak w tym, że wszystkie badania tego typu opierające się na promieniowaniu widzialnym wskazywały, że materia jest rozłożona w przestrzeni kosmiczna zbyt równomiernie, przez co przeczy założeniom obowiązujących modeli kosmologicznych.
Materia we wszechświecie była znacznie bardziej niejednorodna niż sądzono
Najnowsza analiza danych z Atacama Cosmology Telescope (ACT), tym razem uwzględniająca promieniowanie w zakresie mikrofalowym powstałe na samym początku istnienia wszechświata oraz soczewkowanie grawitacyjne, które pozwala dostrzec skupiska ciemnej materii pozwoliła naukowcom stworzyć szczegółową mapę zagęszczeń ciemnej materii w mikrofalowym promieniowaniu tła.
Wyniki obserwacji były zaskakujące. Okazało się bowiem, wbrew temu, na co wskazywały poprzednie mapy opierające się na świetle widzialnym, materia we wczesnym wszechświecie była znacznie bardziej niejednorodna, dokładnie tak jak to przewiduje Ogólna teoria względności. Co więcej, nawet wynikające z niej tempo rozszerzania wszechświata zgadza się z obserwacjami.
Wyniki można zatem uznać za obiecujące, aczkolwiek naukowcy czekają na pierwsze światło teleskopu Simonsa budowanego na pustyni Atacama w Chile, niedaleko od lokalizacji Atacama Cosmology Telescope. Teleskop ten będzie w stanie tworzyć mapy nieba nawet dziesięć razy szybciej od ACT. Dzięki niemu naukowcy mają nadzieję ostatecznie ustalić jak wyglądał rozkład ciemnej materii we wczesnym wszechświecie. Jeżeli obserwacje z ACT się potwierdzą, będzie to stanowiło silne potwierdzenie modelu kosmologicznego opierającego się na Ogólnej teorii względności.
