Credit de imagine: ESA
Abia câțiva ani în urmă, astronomii au zguduit modelele actuale ale Universului cu teoria energiei întunecate; care spune că expansiunea Universului se accelerează de fapt. Analizând grupuri de galaxii îndepărtate - până la 10 miliarde de ani lumină distanță - astronomii ESA au descoperit că conțineau mai multă materie concentrată decât ar putea prevedea teoria energiei întunecate. Dacă materia era atât de concentrată, Universul nu poate fi 70% energie întunecată.
Observatorul de raze X al ESA, XMM-Newton, a înapoiat date noi înțelegătoare despre natura Universului. Într-un sondaj asupra grupurilor îndepărtate de galaxii, XMM-Newton a descoperit diferențe nedumerite între grupurile de galaxii de astăzi și cele prezente în Univers în urmă cu aproximativ șapte mii de milioane de ani. Unii oameni de știință susțin că acest lucru poate fi interpretat pentru a însemna că „energia întunecată”, care majoritatea astronomilor cred acum că domine Universul pur și simplu nu există?
Observațiile a opt grupuri de galaxii îndepărtate, dintre care cea mai îndepărtată este de aproximativ 10 mii de milioane de ani lumină distanță, au fost studiate de un grup internațional de astronomi condus de David Lumb din Centrul de Cercetare și Tehnologie Spațială (ESTEC) al OAE, David Lumb. Ei au comparat aceste grupuri cu cele găsite în Universul din apropiere. Acest studiu a fost realizat ca parte a proiectului XMM-Newton Omega mai mare, care investighează densitatea materiei din Univers sub conducerea lui Jim Bartlett de la College of France.
Clusterele de galaxii sunt emițătoare prodigioase de raze X, deoarece conțin o cantitate mare de gaz la temperaturi ridicate. Acest gaz înconjoară galaxii în același mod în care aburul înconjoară oamenii într-o saună. Măsurând cantitatea și energia razelor X dintr-un cluster, astronomii pot lucra atât temperatura gazului cluster, cât și masa clusterului.
Teoretic, într-un Univers în care densitatea materiei este mare, grupurile de galaxii ar continua să crească cu timpul și astfel, în medie, ar trebui să conțină mai multă masă acum decât în trecut.
Majoritatea astronomilor cred că trăim într-un Univers cu densitate scăzută, în care o substanță misterioasă cunoscută sub numele de „energie întunecată” reprezintă 70% din conținutul cosmosului și, prin urmare, pierde totul. În acest scenariu, grupurile de galaxii ar trebui să înceteze să crească mai devreme în istoria Universului și să arate practic indistinguibile față de cele de astăzi.
Într-o lucrare care va fi publicată în curând de revista europeană Astronomy and Astrophysics, astronomii de la Proiectul XMM-Newton Omega prezintă rezultate care arată că grupurile de galaxii din Universul îndepărtat nu sunt ca cele de astăzi. Par să dea mai multe raze X decât astăzi. Deci, în mod clar, grupuri de galaxii și-au schimbat aspectul cu timpul.
Într-o lucrare de însoțire, Alain Blanchard, de la Laboratoire este însoțit de obiectivul Observatoire Midi-Pyrénés și echipa sa, folosește rezultatele pentru a calcula modul în care abundența grupurilor de galaxii se schimbă cu timpul. Blanchard spune: „Au fost mai puține grupuri de galaxii în trecut.”
Un astfel de rezultat indică faptul că Universul trebuie să fie un mediu de înaltă densitate, în contradicție clară cu „modelul de concordanță”, care postulează un Univers cu până la 70% energie întunecată și o densitate foarte mică a materiei. Blanchard știe că această concluzie va fi extrem de controversată, spunând: „Pentru a ține cont de aceste rezultate, trebuie să ai multă materie în Univers și asta lasă puțin loc energiei întunecate.”
Pentru a reconcilia noile observații XMM-Newton cu modelele de concordanță, astronomii ar trebui să admită un decalaj fundamental în cunoașterea lor despre comportamentul clusterelor și, eventual, al galaxiilor din interiorul lor. De exemplu, galaxiile din grupurile îndepărtate ar trebui să injecteze mai multă energie în gazul înconjurător decât se înțelege în prezent. Acest proces ar trebui apoi să se încetinească treptat pe măsură ce clusterul și galaxiile din interiorul acestuia îmbătrânesc.
Indiferent de felul în care se interpretează rezultatele, XMM-Newton le-a oferit astronomilor o nouă perspectivă asupra Universului și un nou mister pe care să îl încurce. În ceea ce privește posibilitatea ca rezultatele XMM-Newton să fie pur și simplu greșite, ele sunt în proces de a fi confirmate de alte observații cu raze X. Dacă acestea vor întoarce același răspuns, ar trebui să ne regândim înțelegerea despre Univers.
Conținutul Universului
Conținutul Universului este gândit pe scară largă constând din trei tipuri de substanțe: materie normală, materie întunecată și energie întunecată. Materia normală este formată din atomii care alcătuiesc stele, planete, ființe umane și orice alt obiect vizibil din Univers. Oricât de umilitor pare, materia normală reprezintă aproape sigur o mică parte a Universului, undeva între 1% și 10%.
Cu cât astronomii au observat mai mult Universul, cu atât mai mult trebuie să le găsească pentru a explica totul. Această materie nu ar putea fi făcută din atomi normali, cu toate acestea, altfel ar fi mai multe stele și galaxii care trebuie văzute. În schimb, au inventat termenul de materie întunecată pentru această substanță ciudată tocmai pentru că scapă de detectarea noastră. În același timp, fizicienii care încearcă să aprofundeze înțelegerea forțelor naturii începeau să creadă că particulele noi și exotice de materie trebuie să fie abundente în Univers. Acestea ar interacționa cu greu cu materia normală și mulți cred acum că aceste particule sunt materia întunecată. În prezent, deși multe experimente sunt în desfășurare pentru a detecta particule de materie întunecată, niciuna nu a avut succes. Cu toate acestea, astronomii cred în continuare că undeva între 30% și 99% din Univers poate fi format din materie întunecată.
Energia întunecată este cea mai recentă adăugare la conținutul Universului. Inițial, Albert Einstein a introdus ideea unei „energii cosmice” atotputernice înainte de a ști că Universul se extinde. Universul în expansiune nu avea nevoie de o „constantă cosmologică” așa cum Einstein își numise energia. Cu toate acestea, în anii 90 observațiile despre stele care explodau în Universul îndepărtat sugerează că Universul nu numai că se extindea, ci și accelerat. Singura modalitate de a explica acest lucru a fost reintroducerea energiei cosmice a lui Einstein într-o formă ușor modificată, numită energie întunecată. Nimeni nu știe care ar fi energia întunecată.
În actualul „model de concordanță” popular al Universului, 70% din cosmos sunt considerate energie întunecată, 25% materie întunecată și 5% materie normală.
Sursa originală: Comunicat de presă ESA
