Galaxia noastră, Calea Lactee, este doar una dintre miliardele de galaxii din universul nostru. Așadar, în marea schemă a lucrurilor, nu suntem atât de speciali. Dar dacă ne apropiem de vecinătatea noastră cosmică locală, povestea începe să se schimbe, scrie Insider.
Există tot mai multe de dovezi că trăim în vizorul unui vid cosmic gigantic - cel mai mare observat vreodată. Astronomii au sugerat pentru prima dată un astfel de vid în 2013, iar de atunci dovezile existenței sale s-au tot adunat.
Dar partea cea mai interesantă este că acest vid gigantic nu ar trebui să existe în primul rând. Dacă există, înseamnă că, probabil, ceva este în neregulă cu înțelegerea noastră a cosmosului.
Trăim într-un vid care nu ar trebui să existe
"Până acum este destul de clar că ne aflăm într-o subdensitate semnificativă", a declarat Indranil Banik, cercetător postdoctoral la Universitatea din St. Andrews.
"Sunt câteva persoane care încă se opun în mod limitat. De exemplu, unii oameni au susținut în mod corect că un astfel de vid nu ar trebui să existe în modelul standard, ceea ce este adevărat. Asta nu dovedește, din păcate, că nu există", a adăugat el.
Banik a fost coautor al unei lucrări publicate la sfârșitul anului trecut în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, care sugerează că am putea trăi în apropierea centrului acestui vid - numit vidul KBC - cu un diametru de aproximativ 2 miliarde de ani-lumină. Un spațiu suficient de lat pentru a încăpea 20.000 de galaxii.
Vidul KBC sfidează legile cosmologiei
Vidul KBC nu este complet gol. Nu poate fi, deoarece noi trăim în el. Dar, dacă calculele lui Banik și ale colegilor săi sunt corecte, vidul ar fi cu aproximativ 20% mai gol decât spațiul din afara granițelor sale, un deficit suficient de mare pentru a provoca un comportament confuz în vecinătatea noastră cosmică locală, potrivit studiului recent.
În special, stelele și galaxiile din apropiere se îndepărtează de noi mai repede decât ar trebui. Cosmologii au o valoare, numită constanta lui Hubble, pe care o folosesc pentru a ajuta la descrierea vitezei de accelerare a expansiunii universului.
Constanta Hubble ar trebui să aibă aceeași valoare oriunde te-ai uita, indiferent dacă este aproape sau foarte departe. Problema este că galaxiile și stelele din vecinătatea noastră locală par să se îndepărteze de noi mai repede decât prezice constanta Hubble, sfidând practic legea cosmologică care descrie modul în care crește și evoluează universul.
Astronomii nu pot cădea de acord asupra cauzei acestei discrepanțe în ceea ce privește constanta Hubble, iar această dispută a devenit cunoscută sub numele de tensiunea Hubble.
Banik și colegii săi sugerează că vidul ar putea fi o soluție, deoarece regiunile de mare densitate cu o gravitație mai puternică din afara vidului ar putea atrage galaxiile și stelele spre ele.
Banik susține că aceste fluxuri ar putea explica de ce cosmologii au calculat o valoare mai mare pentru constanta Hubble atunci când se uită la obiectele din apropiere. Lucrurile se mișcă mai repede în vid, zburând din regiunea noastră goală spre spațiul exterior aglomerat.
Misterul a fost rezolvat? Nu încă
Astronomii nu pot cădea de acord asupra cauzei acestei discrepanțe în ceea ce privește constanta Hubble, iar această dispută a devenit cunoscută sub numele de tensiunea Hubble.
Banik și colegii săi sugerează că vidul ar putea fi o soluție, deoarece regiunile de mare densitate cu o gravitație mai puternică din afara vidului ar putea atrage galaxiile și stelele spre ele. Acesta susține că aceste fluxuri ar putea explica de ce cosmologii au calculat o valoare mai mare pentru constanta Hubble atunci când se uită la obiectele din apropiere. Lucrurile se mișcă mai repede în vid, zburând din regiunea noastră goală spre spațiul exterior aglomerat.
Dacă vidul există într-adevăr, așa cum sugerează dovezile, acest lucru ar putea însemna că trebuie să revizuim unele dintre legile fizice pe care le folosim pentru a descrie cosmosul. La urma urmei, teoria lui Banik ar explica de ce constanta lui Hubble este mai mare în regiunea noastră cosmică locală.
"Ipoteza conform căreia un vid local ar putea explica tensiunea Hubble prin inducerea unor fluxuri semnificative pare solidă în principiu, mai ales având în vedere datele observaționale de susținere citate în studiu", a declarat Brian Keating, cosmolog și profesor de fizică la UC San Diego, care studiază constanta Hubble, într-un e-mail pentru BI.
Dar există încă întrebări la care trebuie să se răspundă. Pentru început, cât de departe se extinde influența vidului? se întreabă Keating. "Dacă vidul local nu este reprezentativ pentru cosmosul mai larg, acest lucru poate oferi doar o soluție locală, nu una globală - care nu ar "rezolva" tensiunea Hubble", a scris el.
Keating observă, de asemenea, că teoria lui Banik are anumite limitări. Rezultatele studiului depind de tipul de model de vid utilizat, a scris el. Diferite modele oferă predicții diferite cu privire la efectele vidului și la "fluxul de masă", sau viteza medie a galaxiilor în timp ce se deplasează prin cosmos. În plus, modelele pot oferi doar o imagine simplificată a ceea ce este cu adevărat vidul.
Toate acestea înseamnă că vidul ar putea oferi o soluție, dar "nu este încă o "dovadă" definitivă a rezolvării tensiunii", a scris Keating.
Există și alte soluții de luat în considerare, cum ar fi energia întunecată timpurie. Această teorie propune o nouă formă de energie care afectează rata de expansiune a universului în stadiile sale timpurii, ducând în cele din urmă la tensiunea Hubble pe care o observăm astăzi, a scris Keating.
Banik observă că teoria energiei întunecate timpurii intră în conflict cu anumite adevăruri despre univers. De exemplu, ar trebui să modificăm vârstele stelelor antice pentru a o face să funcționeze. În caz contrar, aceste stele ar trebui să fie mai vechi decât universul însuși, a spus Banik.
Așadar, el rămâne la teoria sa despre vid. Următorul său proiect de cercetare va analiza datele privind supernovele pentru a afla dacă constanta lui Hubble revine la valoarea prezisă de modelul nostru standard de cosmologie în afara vidului. Dacă teoria sa este corectă, nu ar trebui să existe nicio tensiune Hubble în afara granițelor vidului.
"Acesta este principalul lucru care uneori mă ține puțin treaz - să mă îngrijorez dacă supernovele arată cu adevărat că ne aflăm într-un univers care se extinde de fapt mai repede și nu există niciun semn de margine a vidului", a spus Banik.
Până atunci, tensiunea Hubble rămâne un mister care așteaptă să fie rezolvat.