Universumi laienemise laialt levinud teooriale on just vastu vaieldud

Vähem kui sekund pärast Suurt Pauku puhus universum äkki kuhja, tihedasse neutronite ja elektronide merre, mis ulatus üle miljardite valgusaastate.



Ja 13,8 miljardit aastat hiljem laieneb universum endiselt, ehkki palju aeglasemalt.

Valitsev teooria, tuntud kui isotroopia hüpotees , väidab, et universum mitte ainult ei laiene, vaid teeb seda sama kiirusega kõikides suundades. Kuid uus uuring näitab, et see ei pruugi üldse nii olla.



Sees Uuring ilmus ajakirjas kolmapäeval Astronoomia ja astrofüüsika, astronoomid vaidlustavad selle kosmoloogia nurgakiviteooria. Tulemused näitavad, et kuigi universum on laienedes ei laiene see kõigis suundades sama kiirusega.



Uuring tugineb kosmose mõningate suurimate struktuuride, galaktikaparvede vaatlustele kolme röntgenuuringu vaatluskeskuse poolt: Euroopa Kosmoseagentuuri XMM-Newton, NASA Chandra ja Saksamaa juhitud ROSAT.

Teadlased vaatasid üle kogu universumi 800 galaktikaparvet, mõõtes iga klastri kuuma gaasi temperatuuri. Seejärel võrdlesid nad andmeid, kui eredad klastrid taevas ilmusid.

Kui universum oleks tegelikult isotroopne, siis sarnase temperatuuriga galaktikaparvedel, mis asuvad sarnastel kaugustel, oleks sama heleduse tase. Kuid see ei olnud nii.



Kaart, mis näitab universumi laienemise kiirust erinevates suundades üle taeva. K. Migkas jt. 2020, CC BY-SA 3.0 IGO

talvised tuuled eeldatav ilmumisaeg

Selle asemel märkisid teadlased märkimisväärne erinevused.

Nägime, et samade omadustega ja sarnase temperatuuriga klastrid tundusid olevat vähem heledad kui ootaksime taeva ühes suunas ja heledamad, kui arvati teises suunas, Thomas Reiprich , Saksamaa Bonni ülikooli professor ja uue uuringu kaasautor, ütles a avaldus .

Need erinevused pole juhuslikud, kuid neil on selge muster sõltuvalt suunast, milles taevas jälgisime.

Lõppkokkuvõttes viitab uus uuring sellele, et universum on anisotroopne , mis tähendab, et sellel on erinevates suundades mõõdetuna erinev väärtus.

Tumedad jõud - Teadlased ei tea, mis põhjustaks universumi laienemist erinevates kohtades erineva kiirusega.

Alguses ei usaldanud nad tulemusi täielikult. Nad kaalusid vaatluste muid selgitusi, sealhulgas avastamata gaasi või tolmu, mis blokeeris klastrite vaadet. Kuid andmed ei toetanud kumbagi stsenaariumi.

Selle asemel usuvad nad, et kummalistel tähelepanekutel võib olla midagi pistmist tumeda energiaga.

Tume energia on salapärane jõud, mis moodustab üle 60 protsendi universumist ning kosmiliste kehade vahelise ruumi ja hoiab gravitatsioonijõu mõjul ainet paigas.

Varasemad tööd näitavad, et universum laieneb kiirenevas tempos. Teadlased usuvad, et tume energia, mis sisuliselt lahutab galaktikaid, juhib kiirendust.

Pimedast energiast on teada väga vähe, sest seda on võimatu jälgida. Kuid teadlased usuvad, et see pole ühtlane. Seetõttu võib tume energia olla universumi mõnes osas tugevam ja teises osas nõrgem. Kui see on tõsi, siis võib see põhjustada universumi laienemist erinevates kohtades erineva kiirusega.

Universaalsed tagajärjed - Tulemused, kuigi kummalised, ei viita sellele, et universumi ruum otsa saaks ühes suunas kiiremini kui teine.

Universum ei vaja laienemiseks rohkem 'ruumi' - juba selle laienemine muudab aegruumi enda mõõdikut.

Erinevad galaktikaparved avaldavad universumis erinevaid omadusi. NASA / CXC / Univ. Bonn / K. Migkas jt.

Leiud võivad aga tulevastele astronoomilistele vaatlustele suurt mõju avaldada.

Kui Universum on tõeliselt anisotroopne, isegi kui see on tehtud vaid viimase paari miljardi aasta jooksul, tähendaks see tohutut paradigmamuutust, sest nende omaduste analüüsimisel tuleks arvesse võtta iga objekti suunda, Konstantinos Migkas , Bonni ülikooli kraadiõppur ja uue uuringu esimene autor, öeldi avalduses.

Täna hindame universumis väga kaugete objektide kaugust, rakendades kosmoloogiliste parameetrite ja võrrandite kogumit. Usume, et need parameetrid on kõikjal ühesugused, ”ütles ta.

'Kuid kui meie järeldused on õiged, siis see ei oleks nii ja me peaksime kõik oma varasemad järeldused uuesti läbi vaatama.'

Abstraktne: Hilise universumi isotroopia ja sellest tulenevalt röntgenkiirgusega galaktikakobarate skaala muutmise seosed on astronoomias väga levinud eeldus. Kuid viimase kümnendi jooksul on paljud uuringud teatanud kõrvalekalletest isotroopiast erinevate kosmoloogiliste sondide kasutamisel; lõplik järeldus tuleb veel teha. Uued, tõhusad ja sõltumatud meetodid kosmilise isotroopia kindlaks testimiseks on üliolulise tähtsusega. Selles töös kasutame sellist meetodit. Täpsemalt uurime röntgenikiirguse heleduse-temperatuuri ( L X- T ) galaktikaparvede suhe. On teada, et galaktikaparvede röntgenikiirgust kiirgava rakusisene keskkonna heleduse ja temperatuuri vahel on tihe seos. Kui mõõdetud heledus sõltub selle heleduskauguse kaudu aluseks olevast kosmoloogiast D L, temperatuuri saab määrata ilma kosmoloogiliste eeldusteta. Selle omaduse ja röntgenkiirgusega galaktikakobarate proovide homogeense taevakatte abil saab tõhusalt testida kosmoloogiliste parameetrite isotroopiat kogu ekstragalaktilises taevas, mis peegeldub suurepäraselt normaliseerimise käitumises TO selle L X- T suhe. Selleks kasutasime 313 homogeenselt valitud röntgendgalaktikakobarat röntgenikiirgusega tuvastatud galaktikakobarate metakataloogist. Tegime mõõdetud parameetrites põhjalikult täiendava puhastuse ja saime kõigi 313 klastri jaoks südamikuga eemaldatud temperatuuri mõõtmised. Käitumine L X- T suhe sõltub suuresti taeva suunast, mis on kooskõlas varasemate uuringutega. Tugevad anisotroopiad tuvastatakse ≳4 juures σ usaldustase Galaktika koordinaatide suhtes ( l , b ) ∼ (280 °, - 20 °), mis on ligikaudu kooskõlas teiste proovide, näiteks Supernovae Ia tulemustega. Uuriti mitmeid mõjusid, mis võiksid neid tugevaid anisotroopiaid seletada. Sellisteks efektideks on näiteks röntgenikiirgusravi, galaktikagruppide ja väikese punase nihkega kobarate mõju, südamiku metallilisus ja näivad korrelatsioonid teiste klastri omadustega, kuid ükski neist ei suuda saadud tulemusi selgitada. Analüüsides 105bootstrapi realiseerimine kinnitab selle taevapiirkonna anisotroopse käitumise suurt statistilist olulisust. Huvitaval kombel näivad selle testi jaoks varem kirjanduses kasutatud kaks klastriproovi sarnase käitumisega kogu taevas, olles samas üksteisest ja meie proovist täiesti sõltumatud. Kõigi kolme proovi ühendamisel saadakse 842 erinevat galaktikaparvet heleduse ja temperatuuri mõõtmisega. Ühist analüüsi tehes tugevneb lõplik anisotroopia veelgi (∼5 σ ) suunas ( l , b ) ∼ (303 °, - 27 °), mis on teiste kosmoloogiliste sondidega väga heas kooskõlas. Maksimaalne variatsioon D Ltundub taeva erinevate piirkondade puhul ∼16 ± 3%. See tulemus näitab, et röntgeniuuringud, mis eeldavad galaktikaparvede omaduste täiuslikku isotroopiat ja nende mastaabisuhteid, võivad anda tugevalt kallutatud tulemusi, olenemata sellest, kas selle põhjus on kosmoloogiline või seotud röntgenikiirtega. Nende anisotroopiate täpse olemuse kindlakstegemine on seetõttu kõigi statistiliste klastrite füüsika- või kosmoloogiauuringute jaoks ülioluline.