Zapnijcie pasy. Układ Słoneczny porusza się szybciej, niż myśleliśmy
Jak szybko i w jakim kierunku porusza się nasz Układ Słoneczny we Wszechświecie? To pozornie proste pytanie stanowi jeden z kluczowych testów naszej wiedzy kosmologicznej.
Zespół badawczy pod kierownictwem astrofizyka Lukasa Böhmego z Uniwersytetu w Bielefeld znalazł nowe odpowiedzi, podważające ustalony standardowy model kosmologii.
Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie Physical Review Letters.
Nasza analiza pokazuje, że Układ Słoneczny porusza się ponad trzy razy szybciej, niż przewidują obecne modele. To wyraźnie przeczy oczekiwaniom opartym na standardowej kosmologii i zmusza nas do ponownego rozważenia naszych wcześniejszych założeń – mówi główny autor Lukas Böhme.
Jak w ogóle zmierzyć prędkość Układu Słonecznego względem całego Wszechświata? Kosmolodzy mają na to sprytny sposób.
Pomyśl o tym jak o jeździe samochodem w deszczu. Nawet jeśli krople padają idealnie pionowo, na przedniej szybie widzisz ich więcej niż na tylnej. Twój ruch powoduje, że napotykasz więcej kropel. Naukowcy z Uniwersytetu w Bielefeld, pod kierownictwem Lukasa Böhme, postanowili zastosować tę zasadę do galaktyk.
Założyli, że jeśli pędzimy w jakimś kierunku, powinniśmy widzieć subtelnie więcej odległych galaktyk przed nami niż za nami. Ten subtelny kosmiczny wiatr to jeden z kluczowych testów naszego rozumienia Wszechświata.
Radioastronomia wywraca stolik
Wbrew pozorom nie patrzymy tutaj na gwiazdy. Kluczem nie są też planety ani ruch Słońca w Drodze Mlecznej. Aby określić prędkość całego naszego systemu względem reszty wszechświata, trzeba spojrzeć daleko, naprawdę daleko.
Zespół Böhme skupił się więc na tzw. radiogalaktykach. To potężne, odległe obiekty, które emitują niewyobrażalne ilości fal radiowych. Ich zaletą jest to, że fale radiowe przenikają przez kosmiczny pył i gaz, który zasłania nam światło widzialne, dając czystszy obraz głębokiego kosmosu.
Naukowcy użyli danych z potężnej, ogólnoeuropejskiej sieci radioteleskopów LOFAR (Low Frequency Array) i połączyli je z danymi z dwóch innych obserwatoriów.
Jeżeli Układ Słoneczny porusza się w konkretnym kierunku, to z tego kierunku powinniśmy widzieć minimalnie więcej radiogalaktyk. To zjawisko subtelne, niemal niewykrywalne, ale jednak mierzalne.
To, co odkryli, zszokowało środowisko. Analizując rozkład tych radiogalaktyk na niebie, odkryli anizotropię (czyli właśnie tę nierównomierność, ten wiatr) wskazującą na ruch. Problem w tym, że pomiar ten jest aż 3,7 razy silniejszy niż przewiduje standardowy model kosmologii. Mówiąc prościej: wszechświat mówi nam, że pędzimy znacznie szybciej, niż wynikałoby to z teorii.
Układ Słoneczny, według dotychczasowej wiedzy, krąży wokół centrum Drogi Mlecznej ze średnią prędkością 720 tys. km/h. Ale to nie wszystko. Jeszcze większa jest prędkość naszego układu jeśli odnośnikiem będzie mikrofalowe promieniowanie tła (relikt pozostały po Wielkim Wybuchu). W tym przypadku pędzimy przez Komos z prędkością 1,38 mln km/h. Wygląda na to jednak, że ta liczba jest mocno niedoszacowana i tę ostatnią wartość będzie trzeba przemnożyć przez 3,7.
Więcej na Spider's Web:
Odpowiedź, której nikt się nie spodziewał
Jeśli nasz Układ Słoneczny rzeczywiście porusza się tak szybko, musimy zakwestionować fundamentalne założenia dotyczące wielkoskalowej struktury Wszechświata – wyjaśnia profesor Dominik J. Schwarz, kosmolog z Uniwersytetu w Bielefeld i współautor badania.
Nowe wyniki potwierdzają wcześniejsze obserwacje, w ramach których naukowcy badali kwazary, niezwykle jasne centra odległych galaktyk, w których supermasywne czarne dziury pochłaniają materię i emitują ogromne ilości energii. Ten sam niezwykły efekt pojawił się w danych z podczerwieni, co sugeruje, że nie jest to błąd pomiaru, lecz autentyczna cecha wszechświata.
To nie jest drobna pomyłka statystyczna. W fizyce cząstek i kosmologii istnieje złoty standard dowodu nazywany pięć sigma. Oznacza on, że prawdopodobieństwo, iż wynik jest przypadkowym błędem, wynosi mniej więcej jeden do 3,5 mln. Badanie zespołu Böhme przekroczyło ten próg. To jest twardy dowód.
Nowe obserwacje, nowe metody, nowe pytania
Najbardziej fascynujące jest to, że nie jest to pierwsze badanie, które daje taki dziwny wynik. Już wcześniej naukowcy, analizując dane w podczerwieni pochodzące z kwazarów (ekstremalnie jasnych centrów galaktyk z supermasywnymi czarnymi dziurami), zauważyli dokładnie ten sam, niepokojąco silny efekt.
To, że dwie zupełnie różne metody obserwacyjne, badające różne obiekty i różne długości fal, dają ten sam sprzeczny z teorią wynik, sugeruje, że nie mamy do czynienia z błędem, ale z prawdziwą cechą Wszechświata, której po prostu nie rozumiemy.
To jest właśnie najpiękniejsze w nauce: im bardziej wydaje nam się, że rozumiemy wszechświat, tym chętniej kosmos pokazuje nam, że jesteśmy dopiero na początku drogi. Nowa analiza radiogalaktyk to doskonały przykład tego, jak technologia zmienia kosmologię.
