Vysvětlení vývoje kosmické struktury

Výzkum vedený mladým vietnamským vědcem na Michiganské univerzitě (USA) objevil důkazy o tom, že velké struktury a spojení mezi galaxiemi ve vesmíru se vyvíjejí pomaleji, než předpovídala Einsteinova obecná teorie relativity.

Dr. Nguyen Nhat Minh - Foto: NVCC

S postupem času a vývojem vesmíru vědci očekávají, že velké struktury ve vesmíru – síť hmoty, která spojuje galaxie – budou růst rychlostí předpovězenou Einsteinovou obecnou teorií relativity. Koncentrované oblasti hmoty, jako jsou kupy galaxií, se stávají stále hustšími, zatímco prázdné prostory se stávají stále prázdnějšími.

Zjistěte více o gravitaci a temné energii

Výzkumníci z Michiganské univerzity také ukázali, že s tím, jak temná energie (typ energie neznámé povahy, ale ve vesmíru rozšířená) urychluje rozpínání vesmíru, je rozpor mezi teorií a daty stále zřetelnější. Hlavním autorem práce je Nguyen Nhat Minh - mladý vietnamský kosmolog, bývalý student katedry teoretické fyziky Univerzity přírodních věd v Ho Či Minově Městě. Objev byl publikován v časopise Physical Review Letters, který se v Google Scholar umístil na prvním místě v matematice a fyzice. Vzhledem k důležitosti objevu byl výzkum redakcí Americké fyzikální společnosti vyhodnocen jako vynikající dílo a byl o něm informován v mnoha mezinárodních fyzikálních časopisech. Galaxie jsou všude ve vesmíru vzájemně propojeny jako obří pavučina. Jejich rozložení v prostoru není náhodné, ale má tendenci se koncentrovat. Ve skutečnosti celá síť hmoty ve vesmíru vznikla z drobných shluků hmoty v raném vesmíru, postupně se rozrůstala do jednotlivých galaxií a nakonec tvořila kupy galaxií a vlákna. Vesmír se neskládá jen z hmoty. Pravděpodobně také obsahuje záhadnou složku zvanou temná energie. Temná energie urychluje rozpínání celého vesmíru. Když temná energie urychluje rozpínání vesmíru, má opačný účinek na velké struktury. Dr. Nhat Minh analyzoval: „Pokud gravitace funguje jako zesilovač, který zvyšuje materiální poruchy, které podporují jejich růst do velkých struktur, pak temná energie funguje jako atenuátor, který tyto poruchy oslabuje a brání růstu těchto struktur.“ Proto podle něj „pochopením toho, jak se struktury ve vesmíru sestavovaly a vyvíjely, můžeme lépe porozumět povaze gravitace a temné energie.“

Hmota v raném vesmíru se v pozdním období postupně spojovala do velkých kosmických struktur - Ilustrace: NHAT MINH - MAI THANH

Překvapila nás vysoká statistická síla tohoto důkazu o anomálním potlačení růstu. Upřímně řečeno, zdá se, jako by se nám vesmír snažil něco sdělit. Nyní je na nás, kosmologech, abychom tato zjištění vysvětlili.

Profesor Dragan Huterer

Pokračujte ve studiu pohybu galaxií

Dr. Nhat Minh a jeho kolegové, profesor Dragan Huterer a Dr. Yuewei Wen (oba z Michiganské univerzity), studovali časově založený vývoj velkých struktur v průběhu vývoje vesmíru s využitím různých zdrojů dat z průzkumu vesmíru. Podle Michigan News nejprve použili kosmické mikrovlnné pozadí (neboli CMB), které se skládá z fotonů emitovaných krátce po Velkém třesku, který stvořil vesmír. Tyto fotony poskytují snímek raného vesmíru. Když fotony dosáhnou našich dalekohledů, jejich dráhy mohou být ohnuty gravitační silou velkých struktur podél jejich drah. Studiem tohoto jevu mohou vědci odvodit strukturu a rozložení hmoty ve vesmíru. Kosmologové využili jevu „světla ze vzdálených galaxií pozadí, které je zkresleno gravitačními interakcemi s hmotou mezi nimi a dalekohledy“, a dekódovali tato zkreslení, aby určili, jak je hmota rozložena mezi námi a vzdálenými galaxiemi pozadí. „Důležité je, že kosmické mikrovlnné pozadí a galaxie v pozadí se nacházejí v různých vzdálenostech od našich dalekohledů, takže slabé gravitační čočování galaxií nám poskytuje informace o rozložení hmoty ve vesmíru v čase bližším nám než informace o rozložení hmoty odvozené ze slabého gravitačního čočování kosmického mikrovlnného pozadí,“ vysvětlil Nhat Minh pro Michigan News. Aby kosmologové mohli sledovat vývoj struktury v ještě pozdějších dobách, pokračují ve studiu pohybu galaxií v blízkém vesmíru. Když galaxie spadají do gravitačního vlivu kosmických struktur, jejich pohyby poskytují informace přímo spojené s vývojem této struktury.

Nové výsledky výzkumu vysvětlují „rozpor S8“?

Nový objev vědců by mohl vyřešit tzv. „kontroverzi S8“ v kosmologii. S8 je parametr, který popisuje růst struktury ve vesmíru. K neshodě došlo, když vědci použili dvě různé metody k určení hodnoty S8 a hodnoty získané z těchto dvou metod se neshodovaly. První metoda, která používala fotony z kosmického mikrovlnného pozadí, ukázala vyšší hodnotu S8 než hodnotu odvozenou z měření slabého gravitačního čočování (které natahuje a deformuje pozorovaný tvar galaxií) a galaktického shlukování. Ani jedna z metod neměří růst struktury v současnosti. Místo toho studují strukturu v dřívějších dobách a poté extrapolují do současnosti za předpokladu, že standardní model je správným modelem vesmíru. Struktura získaná z kosmického mikrovlnného pozadí je blízká ranému vesmíru, zatímco struktura získaná z gravitačního čočování a shlukování galaxií je v pozdějším vesmíru, blíže současnosti. Podle Dr. Nhat Minha zjištění výzkumníků o potlačení růstu hmoty a struktury v pozdním období vesmíru způsobí, že obě hodnoty S8 z obou měření budou vzájemně zcela konzistentní.

Tuoitre.vn