O nouă cercetare sugerează că Universul este asimetric

Forma Universului nu este ceva la care ne gândim prea des. Totuși, cosmologul Subir Sarkar și colegii săi au publicat recent un studiu care sugerează că Universul este asimetric, adică nu identic în toate direcțiile.

Universul este asimetric. Ar trebui să ne pese? Da, pentru că actualul „model cosmologic standard”, care descrie dinamica și structura întregului cosmos, se bazează ferm pe presupunerea că Universul este izotrop (arată la fel în toate direcțiile) și omogen atunci când este analizat la scară mare.

• O eroare în măsurarea supernovelor ar putea duce la rezolvarea misterului energiei întunecate
• O hartă genetică a bolii Alzheimer dezvăluie, în premieră, activitățile ascunse ale genelor

Cu toate acestea, mai multe așa-numite „tensiuni”, adică neconcordanțe între date, pun sub semnul întrebării ideea unui Univers uniform.

„Am publicat recent un articol în Reviews of Modern Physics, în care analizăm una dintre cele mai importante astfel de tensiuni, cunoscută sub numele de anomalia dipolului cosmic. Concluzia noastră este că această anomalie reprezintă o provocare serioasă pentru cea mai acceptată descriere a Universului: modelul cosmologic standard, numit și Lambda-CDM”, scrie Sarkar.

Cum să înțelegem cosmosul?

Ce este, de fapt, anomalia dipolului cosmic și de ce creează probleme majore pentru înțelegerea detaliată a cosmosului? Punctul de plecare este radiația cosmică de fond (CMB), relicva rămasă după Big Bang. Aceasta este extrem de uniformă pe cer, cu variații de doar o parte la o sută de mii.

Această uniformitate îi determină pe cosmologi să modeleze Universul folosind o descriere „maxim simetrică” a spațiu-timpului, conform teoriei relativității generale a lui Einstein. Această viziune, în care Universul arată la fel peste tot și în toate direcțiile, este cunoscută drept descrierea FLRW și stă la baza modelului Lambda-CDM, scrie cosmologul pentru Phys.org.

Totuși, există anomalii importante. Una dintre cele mai cunoscute este tensiunea Hubble, care se referă la neconcordanța dintre măsurătorile ratei de expansiune a Universului timpuriu și cele ale Universului apropiat. Anomalia dipolului cosmic a primit mai puțină atenție, deși este chiar mai fundamentală.

Deși CMB este simetrică la scară mare, există variații detectabile, cea mai importantă fiind anizotropia dipolară a CMB. Aceasta reprezintă cea mai mare diferență de temperatură observată, cu o parte a cerului puțin mai caldă și cealaltă mai rece, la nivelul unei părți dintr-o mie. Această variație, în sine, nu contrazice modelul Lambda-CDM.

Cum ajungem la concluzia că Universul este asimetric?

Problema apare atunci când căutăm variații similare în distribuția materiei. În 1984, astronomii George Ellis și John Baldwin au propus un test pentru a verifica dacă există o anizotropie dipolară și în distribuția surselor cosmice foarte îndepărtate, precum galaxiile radio și quasarii. Dacă ipoteza Universului simetric este corectă, atunci acest dipol al materiei ar trebui să coincidă cu cel observat în CMB.

Datele recente arată însă că Universul eșuează la acest test. Dipolul materiei nu corespunde cu dipolul CMB. Rezultatul este confirmat de observații realizate atât cu radiotelescoape terestre, cât și cu sateliți care observă în infraroșu, ceea ce reduce semnificativ probabilitatea unor erori sistematice.

Anomalia dipolului cosmic s-a conturat astfel ca o problemă majoră pentru modelul cosmologic standard, chiar dacă a fost în mare parte ignorată de comunitatea astronomică. Motivul ar putea fi lipsa unei soluții simple: rezolvarea ei ar presupune abandonarea nu doar a modelului Lambda-CDM, ci și a descrierii FLRW, adică o reluare a cosmologiei de la zero.

Totuși, un val masiv de date este așteptat de la noi misiuni precum Euclid și SPHEREx, dar și de la telescoape precum Observatorul Vera Rubin și Square Kilometer Array. Este posibil ca aceste date, analizate cu ajutorul tehnicilor moderne de Inteligență Artificială și machine learning, să ofere indicii importante pentru construirea unui nou model cosmologic.

„Impactul ar fi uriaș, atât pentru fizica fundamentală, cât și pentru modul în care înțelegem Universul”, a concluzionat Sarkar.

Vă recomandăm să citiți și:

O planetă cu orbită ciudată i-a lăsat fără cuvinte pe astronomi

Ar putea fi „Steaua din Betleem” o planetă? Un vizitator strălucitor ne oferă un indiciu

O navă spațială NASA de pe orbita planetei Marte s-a deconectat în mod misterios

Oamenii tocmai acum realizează că Pământul are o coadă, care se întinde pe milioane de kilometri