La scară mare, Universul ar trebui să arate la fel în toate direcțiile, dar nu o face. De ce?

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Universul ar trebui să arate la fel în toate direcțiile. Observațiile recente realizate cu instrumentul Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), care a cartografiat aproximativ 47 de milioane de galaxii pe o distanță de până la 11 miliarde de ani-lumină, oferă o imagine detaliată a structurii la scară largă a Universului observabil. Pe baza acestor date, doi cercetători, Francesco Sylos Labini și Marco Galoppo, susțin că Universul ar putea să nu arate la fel în toate direcțiile, ceea ce ar contrazice o ipoteză fundamentală a cosmologiei moderne.

La scări locale, precum cea a galaxiilor individuale sau a grupurilor de galaxii, Universul este în mod clar inegal distribuit, cu regiuni dense și regiuni aproape goale. Totuși, principiul cosmologic afirmă că, la scări suficient de mari, Universul ar trebui să arate la fel în toate direcțiile, adică materia ar trebui să fie distribuită uniform în toate direcțiile, astfel încât Universul să arate aproximativ la fel indiferent de direcția de observație. Această idee este strâns legată de principiul lui Copernic conform căruia nu există observatori privilegiați în Univers.

O analogie folosită frecvent este cea a unei țesături: dacă privim de aproape, vedem fibrele și golurile dintre ele, dar de la distanță suficient de mare, materialul pare uniform. În cosmologie, problema centrală este stabilirea scării la care Universul devine „neted” din punct de vedere statistic.

Universul ar trebui să arate la fel în toate direcțiile. De ce este alta realitatea?

De-a lungul timpului, studiile asupra structurii cosmice, inclusiv analiza radiației cosmice de fond, au susținut parțial principiul izotropiei la scări foarte mari. Totuși, alte cercetări au sugerat că structuri direcționale persistă chiar și la zeci sau sute de megaparseci, fără un consens clar asupra semnificației statistice a acestor rezultate.

În noul studiu, autorii argumentează că metodele anterioare au căutat în principal direcții preferențiale, fără a analiza suficient structura generală a distribuției materiei. Pentru a aborda această limitare, ei au folosit o metodă statistică numită „Angular Distribution of Pairwise Distances” (ADPD), care măsoară corelațiile direcționale dintre galaxii fără a impune presupuneri inițiale despre simetrie.

Analiza datelor DESI sugerează că această structură anizotropă persistă până la scări de ordinul gigaparsecilor, mult mai mari decât cele investigate anterior. Cu alte cuvinte, galaxiile par să fie grupate într-un mod direcțional chiar și la distanțe de aproximativ o mie de ori mai mari decât scările la care astfel de efecte erau considerate posibile, scrie Phys.org.

Autorii afirmă că aceste rezultate „oferă dovezi directe că o coerență direcțională persistă la scări mai mari decât cele prevăzute de cadrul standard, punând sub semnul întrebării ipoteza izotropiei la scară mare”.

Ce anume ar putea face ca Universul să nu fie uniform?

Totuși, studiul are limitări importante și nu identifică mecanismul fizic al acestor posibile anizotropii. Este posibil ca Universul să devină totuși izotrop la scări și mai mari decât cele analizate. În același timp, dacă rezultatele vor fi confirmate, ele ar putea impune ajustări ale modelului cosmologic standard, care se bazează pe ideea de omogenitate și izotropie statistică.

Din punct de vedere teoretic, autorii sugerează că astfel de rezultate ar putea motiva explorarea unor soluții mai generale ale ecuațiilor de câmp ale lui Einstein, care permit eterogenități la scară mare, sau introducerea unor efecte suplimentare, cum ar fi interacțiuni mai complexe ale materiei întunecate sau influențe ale structurii neuniforme asupra expansiunii cosmice.

În ansamblu, rezultatele DESI ridică întrebări importante despre cât de uniform este cu adevărat Universul la scară foarte mare și dacă unul dintre principiile fundamentale ale cosmologiei moderne ar putea necesita o revizuire.

Studiul a fost publicat în revista Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Masa lipsă din Calea Lactee ar putea fi ascunsă într-un roi de comete interstelare

O planetă demult pierdută? Un meteorit rar sugerează existența unei lumi dispărute din Sistemul Solar

Sistemul Solar ar fi expulzat o planetă gigantică. Unde s-ar afla acum?

Telescopul Hubble a surprins o galaxie uluitoare căreia îi este „furat” viitorul