Wszechświat dziwnie się zachowuje. Obserwacje zaprzeczają podstawowym teoriom

Kiedy zebrane dane są niezgodne z przewidywaniami opartymi na ogólnej teorii względności, to nie da się przejść obok takiej zagadki obojętnie. Z podobnego założenia wyszli przedstawiciele Uniwersytetu w Michigan.
Wszechświat dziwnie się zachowuje. Obserwacje zaprzeczają podstawowym teoriom

To właśnie oni, jak wyjaśniają na łamach Physical Review Letters, zajęli się kwestią rozszerzania wszechświata i rozwoju wielkoskalowych struktur. Dotychczasowe ustalenia wskazują na wolniejsze od spodziewanego tempo postępowania tego zjawiska. To z kolei podważa skuteczność ogólnej teorii względności, której autorem był sam Albert Einstein. 

Czytaj też: Gdzie szukać odpowiedzi na pytania o wszechświat? Zdaniem naukowców – w szklance wody

Początkowo obiekty wchodzące w skład wszechświata były ściśnięte i położone blisko siebie. Z czasem rozpoczęła się jednak jego ekspansja, dzięki czemu powstała kosmiczna sieć. To właśnie ją tworzą galaktyki oraz ich gromady, a także kosmiczne włókna. Nie bez znaczenia okazuje się rola ciemnej energii, która może być kluczowa w nadawaniu tempa rozszerzaniu się wszechświata.

Zanim dojdzie do narodzin na przykład gwiazdy, musi zacząć się gromadzić materia. Im jest jej więcej, tym silniejsze staje się wytwarzane przez nią przyciąganie grawitacyjne. Z czasem taki obszar wypełnia się na tyle, że dochodzi do zapadnięcia pod wpływem własnej grawitacji. I tak jak ciemna energia może napędzać samą ekspansję wszechświata, tak jej rola w przypadku powstawania dużych struktur może być zupełnie odwrotna.

Ekspansja wszechświata oraz rozwój wchodzących w jego skład obiektów od dawna fascynowały naukowców

Jak wyjaśnia jeden z członków zespołu badawczego, Nhat-Minh Nguyen, badając, w jaki sposób kosmiczna struktura grupuje się i rozwija, naukowcy zyskują szansę na zrozumienie natury grawitacji i ciemnej energii. Zbieranie danych wykorzystywanych do analizy nie jest łatwe i wymaga korzystania ze zróżnicowanych metod. Bardzo przydatne jest mikrofalowe promieniowanie tła, które dotyczy fotonów emitowanych tuż po Wielkim Wybuchu. Masywne obiekty znajdujące się na drodze tych fotonów mogą zakrzywiać ścieżkę ich przemieszczania, dlatego ich obserwacja przynosi wiele informacji.

Poza tym badacze wszechświata skupiają się na ruchach galaktyk w lokalnym wszechświecie. Na podstawie ich przemieszczania można wyciągać wnioski na temat rozwoju podstawowych struktur kosmicznych, gdy galaktyki wpadają do swoich studni grawitacyjnych. Kluczowym wnioskiem wyciągniętym przez autorów było to, że obserwowane różnice stawały się z czasem coraz większe. Zahamowanie wzrostu wielkoskalowych struktur jest niezgodne z założeniami znanymi fizyce, ponieważ trudno sobie wyobrazić, by różne techniki badawcze i odmienne instrumenty były tak bardzo podatne na błędy. 

Czytaj też: Zagadkowa struktura otacza tę galaktykę. Taki widok praktycznie się nie zdarza

Wiedząc, że ten wzrost postępuje wolniej, niż sugerowałyby teorie, naukowcy będą teraz chcieli zebrać odpowiedzi na temat tego zadziwiającego zjawiska. Wśród hipotetycznych wyjaśnień jak na razie wymienia się nieznane jeszcze właściwości ciemnej energii i ciemnej materii. Nie można też wykluczyć scenariusza, w którym ogólna teoria względności i model standardowy będą wymagały poprawek.