Анализе

НАУКА: Све је више доказа да је универзум повезан џиновским структурама

  • Научници откривају да галаксије могу заједно да преваљују огромна растојања, у супротности са основним космолошким моделима. Разлог зашто је то тако могао би да промени све што смо мислили да знамо о универзуму.

 

Млечни пут, галаксија у којој живимо, једна је од стотина милијарди галаксија расутих широм универзума. Њихова разноврсност је запањујућа: има их спиралних, галаксија у облику прстена, у облику петље, као и древних галаксија које засењују буквално све остало у универзуму.

Али упркос њиховим разликама, и непојмиљивим растојањима између њих, научници су уочили да се неке галаксије крећу заједно, по чудним и често необјашњивим обрасцима, као да су повезане неком великом невидљивом силом.

Галаксије чија је међусобна удаљеност у оквиру неколико милиона светлосних година могу гравитацијски да утичу једне на друге на предвидљиве начине, али научници су уочили мистериозне обрасце између удаљених галаксија који превазилазе такве локалне интеракције.

Ова открића указују на тајанствени утицај такозваних „масивних структура“ које су, као што и сам њихов назив сугерише, највећи познати објекти у универзуму. Ове мрачне структуре саздане су од гаса хидрогена и тамне материје, и има их у облику нити, пљоснатих плоча и чворова који повезују галаксије у огромну мрежу која се назива космичка мрежа. Знамо да ове структуре врше пресудан утицај на ротације и кретање галаксија, али једва да смо загребали површину основне динамике која их покреће.

Научници су нестрпљиви да прибаве ове нове детаље, зато што неки од ових феномена доводе у питање најосновније идеје о универзуму.

„То је заправо разлог зашто сви увек проучавају те огромне структуре“, преко телефона каже Ноам Либескинд, космограф Института за астрофизику (АИП) у Лајбницу, у Немачкој. „То је начин да се испитају и савладају закони о гравитацији и природи материје, тамне материје, тамне енергије и универзума“.

Зашто се удаљене галаксије крећу у складу?

 

Галаксије су склоне томе да формирају гравитацијски повезане кластере који припадају још већим супер-кластерима. На пример, Земљина космичка адреса би морала да садржи и напомену да је Млечни пут део Локалне групе, скупа неколико десетина галаксија. Локална група се налази унутар галактичког кластера Девица, који садржи више од 1000 галаксија.

У овим „локалним“ размерама, галаксије често међусобно утичу на ротацију, облик и брзину. Понекад нека галаксија чак и прогута неку другу, што је појава која се назива галактички канибализам. Али неке галаксије показују динамичку повезаност на удаљености која је превелика да би то могло да буде објашњено њиховим гравитационим пољем.

На пример, у студији објављеној у Часопису за астрофизику у октобру се открива да стотине галаксија ротирају синхронизовано са галаксијама удаљеним на десетине милиона светлосних година.
„Ово откриће је прилично ново и неочекивано“, у мејлу каже главни аутор Јун Хијоп Ли, астроном са корејског Института за астрономију и космичке науке. „Никада раније нисам видео извештај о таквим опсервацијама, као ни о било каквим претпоставкама произашлим из нумеричких симулација, које су директно везане за овај феномен“.

Ли и његове колеге су проучавали 445 галаксија у радијусу од 400 милиона светлосних година од Земље, и приметили да многе од њих које ротирају у правцу ка Земљи имају комшије које ротирају ка Земљи, док оне које ротирају у супротном смеру имају комшије које се удаљавају од земље.
„Уочени склад сигурно је у некој вези са великим структурама, зато што је немогуће да су галаксије које раздваја шест мегапарсека [отприлике 20 милиона светлосних година] у директној међусобној интеракцији“, каже Ли.

Они сугеришу да су синхронизоване галаксије можда спојене са истом структуром великих размера, која веома полако ротира у смеру супротном од смера казаљке на сату. Та скривена динамика би могла да буде узрок склада између ротација проучаваних галаксија и кретања њихових суседа, иако упозорава да ће бити потребно још много истраживања да би открића и закључци његовог тима могли да буду потврђени.

Иако је ова конкретна итерација чудесно синхронизованих галаксија новост, научници су уочили чудан склад између галаксија које су непојмљиво удаљене једне од других. 2014. године, један тим је уочио зачуђујуће поравнање супермасивних црних рупа у језгрима квазара, древних супер-светлих галаксија, које се протезало милијардама светлосних година.

Предвођени Демијаном Хутсемекерсом, астрономом са Универзитета у Лијежу у Белгији, истраживачи су били у могућности да уоче ову сабласну синхронизованост посматрајући универзум када је био стар само неколико милијарди година, уз помоћ Веома великог телескопа (ВЛТ) у Чилеу. Опсервацијом је утврђена поларизација светлости скоро 100 квазара, који је тим онда могао да искористи за реконструкцију геометрије и поравнања црних рупа и у њиховим језгрима. Резултати су показали да је осовина ротације 19 квазара из ове групе била паралелна, упркос чињеници да су биле удаљене неколико милијарди светлосних година.

Ово откриће, које је било објављено у часопису Астрономија и астрофизика, индикатор је да су структуре великог опсега утицале на динамику галаксија на огромним удаљеностима, у раној фази универзума.
„Познато је да се осе ротације галаксија поравне са структурама великог опсега, као што су космичка влакна, али то се догађа у мањим размерама“, каже у мејлу Хутесмекерс, примећујући да теоретске студије нуде нека пробна објашњења овог процеса.

„Међутим, тренутно нема објашњења зашто се осе квазара поравнавају са осама великих група са којима су повезане“, примећује он.

Истина о синхронизацији галаксија би могла да промени све



Тајна ових синхронизованих галаксија би могла да представља претњу за космолошки принцип, једну од основних претпоставки о универзуму. Овај принцип каже да је универзум у суштини униформан и хомоген, у екстремно великим размерама. Али „постојање корелације код оса квазара у тако великим размерама би могло да представља озбиљну аномалију за космички принцип“, као што Хутсемекерс и његове колеге примећују у студији.

Међутим, Хутсемекерс упозорава да би морало да буде примећено и проучено још ових структура, да би се доказало да је ово озбиљаа рупа у космичком принципу. „Потребне су и друге сличне структуре, да бисмо могли да потврдимо озбиљну аномалију“, каже он.

За сада, динамика која стоји иза положаја ових квазара није довољно схваћена, зато што не постоји довољно опсервационих техника којима би могла детаљно да буде проучена. „Што се тиче поравнања на велике удаљености, у суштини чекамо још података“, каже Хутсемекерс. „Овакве студије су статистичке, и за напредак је потребна велика количина података о поларизацији, које није лако прикупити садашњом опремом“.

Будући радио телескопи, са колектором површине од једног квадратног километра, можда ће моћи боље да испитају ова мистериозна поравнања.

„Једна од сјајних ствари везаних за науку је то што можеш да направиш модел од хиљада појединачних података, али ако једна ствар не ваља, све пуца. Ако се та једна пукотина не закрпи, читава конструкција пада.“

Поравнања квазара нису једине препреке које чудесно синхронизоване галаксије представљају за уврежене моделе универзума. Шта више, једна од најжучнијих расправа у космологији ових дана врти се око неочекиваног начина на које су патуљасте галаксије у уредном поравнању око већих галаксија-домаћина као што је Млечни пут.

Ове сателитске галаксије су тренутно трн у пети нечега што је познато као ΛЦДМ модел, који је теоретски временски ток универзума од Великог праска. Симулације универзума по ΛЦДМ моделу предвиђају да ће мале, сателитске галаксије завршити у роју насумичних орбита око већих галаксија домаћина.

Али током протекле деценије, нове опсервације су откриле да је велики део сателитских галаксија око Млечног пута синхронизован у једној уредној орбиталној путањи. Научници су се испрва питали да ли то једноставно значи да се у нашој галаксији дешава нешто уврнуто, али сличне путање сателита су уочене и око Андромеде.

Звона за узбуну заиста су почела да звоне 2015, када су астрономи објавили опсервације тог истог феномена и по трећи пут, око Кентаура А, елиптичне галаксије која се налази на око 10 милиона светлосних година од Млечног пута.

Ово откриће „указује на то да нешто није у реду са стандардним космичким симулацијама“, према студији која је уследила 2018. у часопису Сциенце, а коју је предводио Оливер Милер, астроном са Универзитета у Стразбуру у Француској.

„До овог тренутка, то смо приметили код три најближе галаксије“, каже Милер преко телефона. „Наравно, увек можемо да кажемо да их је само три, па то још није статистички потврђено. Али то такође показује и да то откривамо сваки пут када имамо добре податке, па би могло да буде универзално“.

У студији из 2015, Либескинд и његове колеге сугеришу да влакна космичке мреже можда наводе ове организоване галаксије, што је процес који није у складу са ΛЦДМ моделом. Али генерално, још не постоји коначни закључак по питању ове дилеме.

„Једна од сјајних ствари везаних за науку је то што можеш да направиш модел од хиљада појединачних података, али ако једна ствар не ваља, све пуца“, каже Либескинд. „Ако се та једна пукотина не закрпи, читава конструкција пада“.

Следећа генерација истраживања галаксија



Ова иритирајућа несигурност је мотивисала астрономе као што је Марсел Павловски, научни сарадник на АИП, и коаутор студије Сциенце-а из 2018, да овај проблем буде у фокусу њихових истраживања. Павловски једва чека резултате нове генерације огромних опсерваторија, који би могли да покажу да ли су и друге велике галаксије окружене или изотропним, или организованим обрасцима сателитских галаксија.
„Оно што сада морамо да учинимо је да проширимо истраживање на удаљеније сателитске системе, и да откријемо сателитске галаксије, као и да измеримо њихову брзину“, каже Павловски преко телефона.

„У овом пољу има веома много напретка, због расправе која се води у литератури“, додаје Павловски. „Стварно је добро гледати како опсервациони докази постају све чвршћи и чвршћи“.
Било да је у питању чудно кретање патуљастих галаксија у нашем галактичком комшилуку, или сабласно поравнање галаксија удаљених на милионе или милијарде светлосних година, јасно је да су покрети галаксија основни кључ за схватање укупне структуре универзума.

Галаксије које виђамо ухваћене у статичним положајима заправо воде многе сложене силе које још увек не разумемо у потпуности, укључујући и космичку мрежу која повезује универзум.

„Оно што ми се стварно допада код свега овога је то што смо још увек у пионирској фази“, каже Милер.

„То је стварно узбудљиво“.

 

Овај текст је првобитно објављен на VICE US.

 

ИЗВОР: https://www.vice.com/rs/article/zmj7pw/sve-je-vise-dokaza-da-je-univerzum-povezan-dzinovskim-strukturama

Подели:

Поставите коментар

Ваша адреса е-поште неће бити објављена. Неопходна поља су означена *