Teoria relativității, confirmată încă o dată prin numărarea galaxiilor

Oamenii de știință care studiază cosmosul au o filosofie preferată, cunoscută sub numele de „principiul mediocrității”, care, în esență, sugerează că nu există nimic cu adevărat special la Pământ, Soare sau la Calea Lactee, în comparație cu restul Universului. Ce ne spune numărarea galaxiilor despre asta?

O nouă cercetare de la Universitatea Colorado din Boulder, SUA, adaugă încă o confirmare pentru paradigma mediocrității: galaxiile sunt, în medie, în repaus față de Universul timpuriu. Jeremy Darling, profesor de astrofizică la CU Boulder, a publicat recent această nouă descoperire cosmologică în The Astrophysical Journal Letters.

• Oamenii de știință au descoperit, în premieră, o moleculă care absoarbe gazele cu efect de seră
• John Herschel și contribuțiile aduse astronomiei. „Respectul de sine este piatra de temelie a oricărei virtuți”

„Ceea ce ne spune această cercetare este că avem o mișcare ciudată, dar care este în concordanță cu tot ceea ce știm despre Univers: nu se întâmplă nimic special aici. Nu suntem speciali ca galaxie sau ca observatori”, a spus Darling, citat de Phys.org.

Numărarea galaxiilor a pus la încercare vechile cunoștințe cosmologice

În urmă cu aproximativ 35 de ani, cercetătorii au descoperit fundalul cosmic de microunde, adică radiația electromagnetică rămasă din formarea Universului în timpul Big Bang. Fundalul cosmic de microunde pare mai cald înainte pe direcția mișcării noastre și mai rece în urmă.

Din această strălucire a Universului timpuriu, oamenii de știință pot deduce că Soarele (și Pământul care orbitează în jurul lui) se mișcă într-o anumită direcție, cu o anumită viteză. Cercetătorii au descoperit că viteza noastră dedusă este o fracțiune de procent din viteza luminii; mică, dar nu zero.

Oamenii de știință pot testa în mod independent această inferență prin numărarea galaxiilor care sunt vizibile de pe Pământ sau adunând luminozitatea acestora.

Teoria relativității speciale

Ei pot face acest lucru datorită în mare măsură teoriei relativității speciale a lui Albert Einstein, din 1905, care explică modul în care viteza afectează timpul și spațiul.

În această aplicație, o persoană de pe Pământ care privește în Univers într-o direcție, aceeași direcție în care se mișcă Soarele și Pământul, ar trebui să vadă galaxii care sunt mai strălucitoare, mai albastre și mai concentrate. În mod similar, privind în cealaltă direcție, persoana ar trebui să vadă galaxii care sunt mai întunecate, mai roșii și mai distanțate.

Dar atunci când cercetătorii au încercat să numere galaxiile în ultimii ani, un proces care este dificil de realizat cu precizie, au venit cu cifre care sugerează că Soarele se mișcă mult mai repede decât se credea anterior, ceea ce este în contradicție cu cosmologia standard.

„Este greu să numeri galaxiile de pe întregul cer; de obicei ai la dispoziție o emisferă sau chiar mai puțin. Și, pe deasupra, propria noastră galaxie ne stă în cale. Are praf care ne face să găsim mai puține galaxii și le face să pară mai slabe pe măsură ce ne apropiem de galaxia noastră”, a spus Darling.

Ce anume a făcut posibilă numărarea galaxiilor?

Darling a devenit curios față de acest puzzle cosmologic, așa că a decis să investigheze. El știa, de asemenea, că existau două lucrări apărute recent care ar putea ajuta la îmbunătățirea acurateței numărării galaxiilor și ar putea face lumină asupra misterului vitezei: una numită Very Large Array Sky Survey (VLASS) din New Mexico, iar cealaltă, numită Rapid Australian Square Kilometer Array Pathfinder Continuum Survey (RACS) în Australia.

Împreună, aceste lucrări i-au permis lui Darling să studieze întregul cer, completând vederile din emisfera nordică cu cele din emisfera sudică. Important este că noile lucrări au folosit și unde radio, ceea ce a făcut mai ușoară privirea prin praful Căii Lactee, îmbunătățind astfel vederea asupra Universului.

Atunci când Darling a analizat datele, a descoperit că numărul de galaxii și luminozitatea lor sunt în perfect acord cu viteza pe care cercetătorii au calculat-o anterior din fundalul cosmic de microunde.

Teoria lui Albert Einstein a fost reconfirmată

„Găsim o direcție luminoasă și o direcție mai întunecată, o direcție în care există mai multe galaxii și o direcție în care sunt mai puține. Se aliniază cu Universul timpuriu din fundalul cosmic de microunde și are viteza potrivită. Cosmologia noastră este foarte bună”, a spus el.

Deoarece descoperirile lui Darling diferă de rezultatele anterioare, lucrarea sa va determina probabil diferite studii ulterioare pentru a confirma sau contesta aceste rezultate.

Dar pe lângă faptul că dezvoltă domeniul cosmologiei, descoperirile sunt un bun exemplu din lumea reală pentru teoria relativității speciale, a lui Einstein, și demonstrează modul în care cercetătorii încă pun teoria în practică, la mai bine de 100 de ani după ce faimosul fizician a propus-o pentru prima dată.

„Îmi place ideea că acest principiu de bază despre care ne-a spus Einstein cu mult timp în urmă este ceva ce poți vedea. Este un lucru cu adevărat ezoteric care pare super ciudat, dar dacă numeri galaxiile, poți vedea acest efect frumos. Nu este chiar atât de ezoteric sau de ciudat pe cât ai putea crede”, a spus Darling.

Vă recomandăm să citiți și:

Telescopul spațial James Webb va studia două „Super-Pământuri” ciudate

O nouă tehnologie cuantică ar putea schimba modul în care studiem Universul

NASA a confirmat că se va alătura oficial „vânătorii de OZN-uri” după ședința istorică din Congresul SUA

Telescopul Hubble a observat o galaxie uimitoare, ascunsă în spatele Căii Lactee