Wszechświat pędzi w nieznanym kierunku - standardowa kosmologia upada

Kosmos miał być idealnie jednorodny, bez wyróżnionego kierunku czy specjalnych obszarów – to fundamentalna zasada, na której zbudowano współczesną kosmologię. Jednak tajemniczy fenomen “Ciemnego Przepływu” burzy ten porządek i wstrząsa podstawami naszego rozumienia wszechświata. Całe gromady galaktyk zdają się dryfować w tę samą stronę, jakby przyciągane przez niewidzialną, kosmiczną potęgę, której nie potrafimy wyjaśnić.

 

 

Wszystko zaczęło się od analizy mikrofalowego promieniowania tła (CMB) – najstarszego światła we wszechświecie, pochodzącego z czasów zaledwie 380 000 lat po Wielkim Wybuchu. To kosmiczne “echo” początku wszystkiego powinno być niemal identyczne w każdym kierunku. I rzeczywiście, jest takie… prawie. Naukowcy z NASA, analizując dane z satelity WMAP, odkryli nieoczekiwaną anomalię – galaktyki i ich gromady poruszają się wspólnie z prędkością od 600 do 1000 kilometrów na sekundę w stronę określonego obszaru nieba, między gwiazdozbiorami Centaura i Hydry.

“To odkrycie jest wstrząsające, ponieważ rozkład materii w obserwowalnym wszechświecie nie może tego wyjaśnić,” oznajmił Alexander Kashlinsky z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA, główny badacz tego zjawiska. 

Nadał mu nazwę “Ciemny Przepływ”, nawiązując do innych kosmicznych zagadek, takich jak ciemna energia i ciemna materia.

 

Mikrofalowe promieniowanie tła jest uważane za absolutny układ odniesienia kosmosu. Względem niego wszelki wielkoskalowy ruch nie powinien pokazywać żadnego uprzywilejowanego kierunku. Jednak mierząc efekt Sunyaeva-Zel’dovicha – subtelną zmianę temperatury promieniowania tła, gdy przechodzi ono przez gorący gaz w gromadach galaktyk – naukowcy odkryli ten zakazany, ukierunkowany ruch.

 

Co jeszcze bardziej niepokojące, późniejsze badania rozszerzyły zasięg Ciemnego Przepływu na odległość ponad 2,5 miliarda lat świetlnych. To nie jest lokalna anomalia – to przepływ obejmujący znaczną część obserwowalnego wszechświata. Galaktyki poruszają się tak, jakby były ciągnięte przez coś masywnego poza granicą tego, co możemy zobaczyć.

 

Standardowy model kosmologii, zwany Lambda-CDM, opiera się na założeniu, że wszechświat jest izotropowy (wygląda tak samo w każdym kierunku) i jednorodny (ma tę samą strukturę w każdym miejscu) na wystarczająco dużych skalach. Te założenia pozwoliły na stworzenie równań Friedmanna, które opisują ewolucję i ekspansję wszechświata. Ciemny Przepływ podważa te fundamentalne założenia.

 

Naukowcy stanęli przed prawdziwym intelektualnym trzęsieniem ziemi. Jak wyjaśnić kierunkowy przepływ całych gromad galaktyk? Najbardziej radykalna hipoteza sugeruje, że widzimy wpływ struktur leżących poza obserwowalnym wszechświatem. Możliwe, że gigantyczna masa w sąsiednim wszechświecie oddziałuje grawitacyjnie na nasz, pociągając materię w swoim kierunku. Ta koncepcja jest zgodna z teorią multiwersum, według której nasz wszechświat jest jedynie bańką w morzu innych wszechświatów.

 

Alternatywna hipoteza zakłada, że przepływ został zainicjowany w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu, podczas fazy kosmicznej inflacji – błyskawicznego rozszerzania się czasoprzestrzeni. Nierówności w tej pierwotnej ekspansji mogły stworzyć preferowany kierunek ruchu, który widzimy dzisiaj. Niektórzy posuwają się nawet do sugestii, że nasze fundamentalne zrozumienie grawitacji może być niepełne w kosmicznej skali.

 

Kontrowersje narastają, gdy różne zespoły badawcze przedstawiają sprzeczne dane. W 2013 roku zespół pracujący przy satelicie Planck ogłosił, że nie znalazł dowodów na istnienie Ciemnego Przepływu. Jednak w 2015 roku badacze, w tym Fernando Atrio-Barandela, wykazali, że zarówno dane z WMAP jak i z Plancka są zgodne z wcześniejszymi ustaleniami o istnieniu tego tajemniczego ruchu.

 

Ten kosmiczny dylemat pozostaje nierozwiązany, ale jego implikacje są ogromne. Jeśli Ciemny Przepływ rzeczywiście istnieje, możemy być zmuszeni do całkowitego przemyślenia podstaw kosmologii. Stoimy na progu rewolucji w naszym zrozumieniu wszechświata, gdzie odwieczne zasady jednorodności i izotropii mogą zostać zastąpione nową fizyką – fizyką, w której kosmos ma swoje sekretne kierunki, niewidoczne osie i głębokie powiązania z czymś poza granicą tego, co możemy zobaczyć.

 

A my, mieszkańcy małej planety w galaktyce Drogi Mlecznej, nieświadomie dryfujemy w tej kosmicznej rzece, w kierunku, którego natura i cel pozostają jedną z największych tajemnic współczesnej nauki.

 

Źródła:

https://www.nasa.gov/news-release/mysterious-cosmic-dark-flow-tracked-d…
https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_flow
https://www.pbs.org/wgbh/nova/article/dark-flow-tugs-from-beyond-the-ob…
https://www.sciencedaily.com/releases/2010/03/100310162829.htm