Keempat kelompok galaksi ini berada di antara ratusan yang dianalisis dalam tinjauan besar untuk menguji sama ada alam semesta sama dalam semua arah pada skala besar. Hasil kajian menunjukkan konsep alam semesta "isotropik" mungkin tidak sesuai sepenuhnya.
(Imej: © NASA / CXC / Univ. Bonn / K. Migkas et al.)
Alam semesta mungkin tidak sama dalam setiap arah.
Kadar pengembangan sebanyak Alam semesta nampaknya berbeza dari satu tempat ke tempat yang lain, lapor kajian baru. Penemuan ini, jika disahkan, akan memaksa para astronom menilai semula sejauh mana mereka memahami kosmos.
"Salah satu tonggak kosmologi - kajian mengenai sejarah dan nasib seluruh alam semesta - adalah bahawa alam semesta adalah 'isotropik,' yang bermaksud sama dalam semua arah," kata penulis utama kajian Konstantinos Migkas, dari University of Bonn di Jerman , kata dalam satu kenyataan. "Hasil kerja kami menunjukkan mungkin ada keretakan di tiang itu."
Alam semesta telah berkembang secara berterusan selama lebih dari 13.8 bilion tahun sejak itu the Big Bang - dan pada kadar yang semakin cepat, berkat kekuatan misteri yang disebut tenaga gelap. Persamaan berdasarkan teori relativiti umum Einstein menunjukkan bahawa pengembangan ini bersifat isotropik pada skala spasial yang besar, Migkas menulis pada hari Selasa (7 April) dalam catatan blog mengenai kajian baru.
Pemerhatian terhadap latar gelombang mikro kosmik (CMB), radiasi yang merangkumi alam semesta yang tersisa dari Big Bang, menyokong gagasan ini, dia menambahkan: "CMB sepertinya bersifat isotropik, dan ahli kosmologi memperkirakan harta alam semesta yang sangat awal ini ke zaman kita sekarang, hampir 14 bilion tahun kemudian. "
Tetapi tidak jelas seberapa validnya ekstrapolasi ini, tegasnya, menyatakan bahawa tenaga gelap telah menjadi faktor dominan dalam evolusi alam semesta selama 4 bilion tahun kebelakangan ini. "Alam membingungkan tenaga gelap belum membenarkan ahli astrofizik untuk memahaminya dengan betul," tulis Migkas. "Oleh itu, menganggapnya sebagai isotropik hampir merupakan lompatan iman buat masa ini. Ini menyoroti keperluan mendesak untuk menyelidiki apakah alam semesta hari ini isotropik atau tidak."
Kajian baru ini melaporkan hasil penyelidikan tersebut. Migkas dan rakannya belajar 842 gugus galaksi, struktur terikat graviti terbesar di alam semesta, menggunakan data yang dikumpulkan oleh tiga teleskop angkasa: Observatorium sinar-X Chandra NASA, XMM-Newton Eropah dan Satelit Lanjutan untuk Kosmologi dan Astrofizik, gabungan Jepun-AS. misi yang berakhir pada tahun 2001.
Para penyelidik menentukan suhu setiap kelompok dengan menganalisis pelepasan sinar-X yang berasal dari medan gas panas yang besar di dalamnya. Mereka menggunakan maklumat suhu ini untuk menganggarkan luminositi sinar-X yang ada pada setiap kluster, tanpa perlu mengambil kira pemboleh ubah kosmologi seperti kadar pengembangan alam semesta.
Para penyelidik kemudian mengira kilauan sinar-X untuk setiap kelompok dengan cara yang berbeza, yang memerlukan pengetahuan mengenai pengembangan alam semesta. Melakukannya menunjukkan kadar pengembangan jelas di seluruh langit - dan kadar ini tidak sesuai di mana-mana.
"Kami berjaya menentukan wilayah yang nampaknya berkembang lebih lambat dari seluruh alam semesta, dan wilayah yang sepertinya berkembang lebih cepat!" Migkas menulis dalam catatan blog. "Menariknya, hasil kami setuju dengan beberapa kajian terdahulu yang menggunakan kaedah lain, dengan perbezaan bahawa kami mengenal pasti 'anisotropi' ini di langit dengan keyakinan yang jauh lebih tinggi dan menggunakan objek yang menutupi seluruh langit dengan lebih seragam. "
Ada kemungkinan bahawa hasil ini mempunyai penjelasan yang agak jelas. Sebagai contoh, mungkin gugusan galaksi di kawasan anomali ditarik dengan kuat oleh kelompok lain, memberikan ilusi kadar pengembangan yang berbeza.
Kesan seperti itu dilihat pada skala spasial yang lebih kecil di alam semesta, kata para penyelidik. Tetapi kajian baru itu mengkaji kelompok hingga 5 miliar tahun cahaya, dan tidak jelas apakah penarik graviti dapat mengatasi kekuatan pengembangan pada jarak yang begitu jauh, tambah mereka.
Sekiranya perbezaan kadar pengembangan yang diperhatikan benar-benar nyata, mereka dapat menunjukkan perincian baru yang menarik tentang bagaimana alam semesta berfungsi. Sebagai contoh, mungkin tenaga gelap itu sendiri berbeza dari satu tempat ke tempat di seluruh kosmos.
"Akan luar biasa jika tenaga gelap didapati mempunyai kekuatan yang berlainan di berbagai bahagian alam semesta," kata pengarang kajian Thomas Reiprich, juga dari University of Bonn, dalam pernyataan yang sama. "Namun, lebih banyak bukti diperlukan untuk mengesampingkan penjelasan lain dan membuat kes yang meyakinkan."
Kajian baru muncul dalam edisi April 2020 jurnal Astronomy and Astrophysics. Anda boleh membacanya secara percuma di laman pracetak dalam talian arXiv.org.
- Bagaimanakah alam semesta dapat mengembang lebih cepat daripada kelajuan cahaya?
- Alam semesta sinar-X kami: gambar yang luar biasa oleh Observatorium Chandra X-Ray NASA
- 7 perkara mengejutkan mengenai alam semesta
