Nová studie naznačuje, že vesmír se rozpíná nerovnoměrně
Základní kosmologický princip říká, že vesmír je homogenní a izotropní, tedy ve velkých měřítkách stejný, ať se podíváme kamkoliv. Nová studie ale naznačuje, že to možná tak zcela neplatí
Nová studie, zpracovaná na základě dat z rentgenových observatoří Chandra a XMM-Newton, zřejmě bude výzvou pro základní pojem kosmologie – tedy tvrzení, že v dostatečně velkých měřítkách je vesmír homogenní (stejný ve všech místech) a izotropní (stejný ve všech směrech).
Tvrzení, že vesmír je homogenní a izotropní se na první pohled může zdát poněkud zvláštní. Stačí se podívat na oblohu. V některém směru vidíme plno hvězd, někde naopak obloha vypadá poměrně pustě. Podle kosmologického principu je ale třeba homogenitu a izotropnost dokazovat na velkých škálách – to znamená mnohem větších, než jsou galaxie. Musíme se podívat až na rozložení kup galaxií (skupin několika stovek až tisíců galaxií). A přesně to udělali vědci z univerzit v německém Bonnu a v Astrofyzikálním centru v americké Cambridgi.
Vícerychlostní rozpínání vesmíru
Současné teorie předpokládají, že vesmír se od Velkého třesku neustále rozpíná (navíc zrychlujícím se tempem), a pokud platí základní kosmologický princip, měl by se v izotropním vesmíru rozpínat stejným způsobem ve všech směrech. Nová pozorování rentgenových observatoří ale ukazují něco jiného.
Pro svá pozorování vědci využili techniku, založenou na vztahu teploty horkého plynu prostupujícího kupami galaxií a množstvím rentgenového záření. V tomto vztahu platí, že čím vyšší je teplota plynu v kupě galaxií, tím vyšší je její rentgenová svítivost. Podle teploty plynu tedy lze odhadnout její rentgenovou svítivost. Výhodou tohoto postupu je, že je nezávislý na kosmologických veličinách, včetně rychlosti expanze vesmíru.
Poté, co vědci pomocí této techniky odhadli rentgenovou svítivost vybraných kup galaxií, vypočítali svítivost pomocí jiné metody, která závisí na kosmologických veličinách. Ukázalo se ale, že se vesmír v některých směrech rozpíná jinou rychlostí než v jiných.
Svá zjištění navíc vědci porovnali s dřívějšími studiemi, které využívaly jiné metody práce a naznačovaly něco podobného, totiž že rychlost rozpínání vesmíru nemusí být ve všech směrech stejná. Jejich výsledky se s dřívějšími zjištěními částečně překrývaly.
TIP: Historie výzkumu reliktního záření: Tichý svědek počátku vesmíru
Autoři nové studie přišli hned se dvěma možnými scénáři – podle jednoho je určující silou rozpínání vzájemné gravitační působení obřích struktur, jakými jsou například kupy galaxií. Podle druhého scénáře by za rozdílnou rychlostí rozpínání vesmíru mohla stát temná energie, respektive její rozdílná „koncentrace“ v různých částech vesmíru.
Podle spoluautora studie Thomase Reipricha z bonnské univerzity je zatím předčasné hovořit o tom, který z navržených scénářů je blíže pravdě. K jejich potvrzení (nebo vyvrácení) bude třeba mnoho dalších pozorování a výpočtů.
