Anomalia dipola kosmicznego
Obecny standardowy model kosmologiczny opiera się na dwóch kluczowych założeniach: wszechświat jest jednorodny w dużych skalach i izotropowy, czyli identyczny we wszystkich kierunkach. Wczesne obserwacje kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła zdawały się to potwierdzać. Im więcej jednak zbieramy danych, tym wyraźniej widać pęknięcia w tym idealnym obrazie. Jednym z najpoważniejszych jest tzw. anomalia dipola. Choć mniej medialna od słynnego napięcia Hubble’a, jest znacznie bardziej fundamentalna. Dotyka bowiem samego rdzenia założenia o symetrii. Napięcie Hubble’a dotyczy tempa ekspansji, podczas gdy anomalia dipola kwestionuje samą strukturę przestrzeni. Część środowiska naukowego woli problem ignorować, być może dlatego, iż jego rozwiązanie wymagałoby postawienia pod znakiem zapytania zbyt wielu “oczywistych” prawd.
Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła to najstarsze światło we wszechświecie, relikt z czasów Wielkiego Wybuchu. Przez lata jego niezwykła jednorodność uchodziła za koronny dowód na izotropowość kosmosu. Największa obserwowana w nim różnica temperatur, zwana anizotropią dipolową, pokazuje jednak coś intrygującego: jedna połowa nieba jest minimalnie cieplejsza od przeciwnej. Różnica jest niewielka, lecz wymierna. Tradycyjnie tłumaczono ją ruchem Układu Słonecznego względem tego promieniowania, czyli kosmicznym efektem Dopplera. Najnowsze badania sugerują, że takie wyjaśnienie może być niepełne lub wręcz błędne.
Test Ellisa-Baldwina: wszechświat nie zdaje prostego sprawdzianu
W 1984 roku George Ellis i John Baldwin zaproponowali interesujący sposób na weryfikację tej hipotezy. Jeśli za anizotropię odpowiada wyłącznie nasza własna prędkość, to identyczny wzór powinniśmy dostrzec w rozkładzie odległych galaktyk i kwazarów. Test wydaje się prosty i niepodważalny. Wszechświat jednak go nie zdaje. Analiza danych z radioteleskopów naziemnych i satelitów obserwujących w podczerwieni wykazuje systematyczną niezgodność. Rozmieszczenie materii nie odzwierciedla wzorca dipolowego z promieniowania tła. To nie jest przypadkowa fluktuacja statystyczna, lecz twardy, powtarzalny fakt. Jeśli przyjąć, że opis FLRW (Friedmanna-Lemaître’a-Robertsona-Walkera) jest prawidłowy, czyli że wszechświat jest symetryczny, to wynik ten jest całkowicie niezrozumiały. Wskazuje on na coś głębszego: możliwość, iż nasza lokalna część kosmosu różni się od reszty.
Konsekwencje są poważne i brzemienne w skutki. Jak zauważają autorzy, wymaga to porzucenia nie tylko modelu Lambda-CDM, ale również samego opisu FLRW i powrotu do punktu wyjścia. Mówiąc krótko: cała dotychczasowa narracja o ewolucji wszechświata, oparta na symetrycznych równaniach, może wymagać gruntownej przebudowy. To myślenie życzeniowe, by sądzić, że dekady kosmologii oparły się na błędzie, ale ignorowanie twardych danych jest jeszcze gorsze. Na horyzoncie pojawia się jednak światełko. Nadchodzi fala nowych obserwacji. Satelity takie jak Euclid i SPHEREx oraz potężne naziemne obserwatoria, na przykład Vera Rubin Observatory czy sieć radioteleskopów Square Kilometre Array, dostarczą ogromnych, niespotykanych dotąd zbiorów danych. Ich analiza z pomocą algorytmów uczenia maszynowego może w końcu pozwolić nam dostrzec prawdziwy kształt kosmosu, ukryty dotąd w szumie.