23.10.2018 07:00 | Veda

Teória vesmíru má štrbiny. Čoskoro uvidíme, či platí

Zložená snímka kopy galaxií XLSSC006. Vznikla skombinovaním röntgenových údajov z prieskumu XXL (purpurová farba) s optickými a infračervenými, ktoré boli získané ďalekohľadom CFHT na Havaji.
Zložená snímka kopy galaxií XLSSC006. Vznikla skombinovaním röntgenových údajov z prieskumu XXL (purpurová farba) s optickými a infračervenými, ktoré boli získané ďalekohľadom CFHT na Havaji. Zdroj: ESA/XMM-Newton, CHFT, XXL Survey

Astronómovia testujú štandardný kozmologický model.

Nové údaje predbežne podporili záver, že v čase, ktorý až dosiaľ uplynul od vzniku vesmíru vo veľkom tresku, sa v ňom utvorilo primálo zoskupení galaxií. V porovnaní s predpoveďou v súčasnosti väčšinovo prijímaného, takzvaného štandardného kozmologického modelu.

Vyplýva to z rozsiahleho prieskumu röntgenového žiarenia týchto zoskupení čiže kôp alebo zhlukov galaxií. Nazýva sa XXL a prebieha cez satelity na orbite Zeme, najmä európsky XMM-Newton. (Kozmológia je náuka o vzniku, stavbe a evolúcii vesmíru ako celku.)

Prázdno voči hmote

Veľký tresk je aktuálne datovaný do doby pred 13,8 miliardami rokov. Podľa teoretikov tento jav vytvoril priestor i čas – a najmä hmotu, z ktorej sa skladá dnešný vesmír. Priestor a v ňom takmer rovnomerne rozložená hmota sa odvtedy rozpínajú. A to veľmi vysokou rýchlosťou.

V rozložení hmoty sa však vyskytovali mierne výkyvy jej hustoty. Tvorili kondenzačné body, ktoré na seba gravitačne priťahovali okolitú hmotu. Priestor medzi nimi sa úmerne tomu čoraz viac vyprázdňoval. Za 13 miliárd rokov to vytvorilo dnešnú stavbu vesmíru: rozsiahle prázdna okolo menších oblastí, v ktorých sa zhlukli tisíce galaxií, takzvané kopy (clusters) galaxií.

Vesmír v šiestich číslach

To je základ spomenutého štandardného kozmologického modelu. Opisuje históriu vesmíru od prvých sekúnd podnes. Vyniká eleganciou, lebo všetko vo vesmíre vysvetľuje fakticky iba hodnotami šiestich parametrov. Teraz sa však zjavne priblížil k hranici svojich možností.

„Pozorovacie dôkazy získané v poslednej dobe svedčia v prospech skutočnosti, že hmota je v dnešnom vesmíre rozložená odlišným spôsobom, než predpovedá teória,“ povedal Florian Pacaud z Bonnskej univerzity (Nemecko), vedúci jedného z tímov prieskumu XXL.

Mozaika snímok ukazuje röntgenové žiarenie 365 kôp galaxií dosiaľ objavených či pozorovaných v rámci prieskumu XXL pomocou európskeho satelitu XMM-Newton. Kopy sú zoradené podľa rastúcej vzdialenosti od nás. fotogaléria / 2
Mozaika snímok ukazuje röntgenové žiarenie 365 kôp galaxií dosiaľ objavených či pozorovaných v rámci prieskumu XXL pomocou európskeho satelitu XMM-Newton. Kopy sú zoradené podľa rastúcej vzdialenosti od nás. Zdroj: ESA/XMM-Newton/XXL Survey)

Kde sú chýbajúce galaxie?

Z meraní mikrovlnného žiarenia kozmického pozadia európskym satelitom Planck vyplynulo rozloženie hmoty vo vesmíre iba 380-tisíc rokov po veľkom tresku. Má to háčik. Postupom vesmírneho času by sa podľa toho malo utvoriť viac kôp galaxií, ako dnes pozorujeme.

„Následne sme pozorovali iným satelitom röntgenové žiarenie pestrej palety kôp galaxií v rôznych vzdialenostiach od nás. Čím sú ďalej, tým ich vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia svetla vidíme v mladšom veku, bližšie zasa v staršom,“ vysvetlil Florian Pacaud.

„Naše merania potvrdzujú, že kopy galaxií sa utvárali príliš pomaly. Rozdiel zatiaľ nie je pre štandardný model tragický. Je ale natoľko veľký, že vyvoláva vážne otázniky. Pred konečným záverom však treba ešte viac zúžiť rozpätie možných štatistických chýb,“ doplnil.

Verdikt do troch rokov

Prieskum XXL pokračuje a jeho aktéri odhadujú, že do troch rokov sa podarí štatistické neurčitosti zmenšiť do tej miery, že bude možné jednoznačne rozhodnúť, či štandardný model vyžaduje revíziu. A ak áno, či postačí jeho čiastočná úprava, alebo ho treba úplne nahradiť.

V jednom dôležitom zreteli však prieskum XXL „drží líniu“ so štandardným modelom. Ide o tzv. tmavú energiu s antigravitačnými účinkami. Prirovnávajú ju aj k akémusi kozmickému kypriacemu prášku, ktorý spôsobuje zrýchľovanie rozpínania vesmíru.

Množstvo tmavej energie vyjadruje tzv. kozmologická konštanta. Ako naznačuje jej názov, podľa štandardného modelu by malo zostávať rovnaké celý čas od veľkého tresku. Na taký záver poukazuje aj celý rad pozorovaní. „Podporujú ho tiež naše merania. Opäť ale platí, že treba vyčkať, čoskoro v tomto ohľade získame presnejšie údaje,“ uzavrel Florian Pacaud.

Štúdiu uverejnil vedecký časopis Astronomy and Astrophysics, spolu s ďalšími 19 od iných tímov prieskumu XXL. Správu o nej vydala aj Bonnská univerzita.

Diskusia 5 Príspevkov