|
Με τη βοήθεια δεδομένων από την αποστολή WMAP της NASA οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια
απρόσμενη κίνηση σε μακρινά σμήνη γαλαξιών. Ήδη την ονόμασαν Σκοτεινό
Ρεύμα ή Σκοτεινή Ροή σε αναλογία με την σκοτεινή Ενέργεια. Η αιτία της, όπως προτείνουν οι
ερευνητές,
είναι η βαρυτική έλξη της ύλης, που βρίσκεται όμως πέρα από το παρατηρήσιμο
Σύμπαν, σε αποστάσεις πάνω από 13.7 δισ. έτη φωτός.
Σμήνη γαλαξιών όπως το 1E 0657-56 (στο ένθετο) φαίνεται να μετατοπίζεται
προς την κατεύθυνση ενός τμήματος του ουρανού - πλάτους 20 μοιρών - (μωβ
έλλειψη) μεταξύ ρου αστερισμού του Κενταύρου και των Ιστίων
Ένα ακόμα απρόσμενο κοσμικό αίνιγμα ανακαλύφθηκε τώρα καθώς
τεράστιες περιοχές ύλης στο σύμπαν φαίνονται να κινούνται με πολύ υψηλή
ταχύτητα και προς μια κοινή κατεύθυνση, κάτι που δεν μπορεί να ερμηνευθεί
από οποιαδήποτε γνωστή δύναμη βαρύτητας του παρατηρήσιμου σύμπαντος.
"Τα σμήνη δείχνουν να έχουν μια μικρή αλλά μετρήσιμη ταχύτητα η
οποία είναι
ανεξάρτητη από την διαστολή του σύμπαντος και δεν αλλάζει, με την αύξηση των
αποστάσεων", λέει ο ερευνητής Alexander Kashlinsky στο Κέντρο
Διαστημικών Πτήσεων Goddard. "Ποτέ δεν
αναμέναμε να βρούμε κάτι τέτοιο ".
Ο
Kashlinsky ονομάζει αυτή τη συλλογική κίνηση "σκοτεινό ρεύμα ή ροή" στο
στυλ των
πιο εξοικειωμένων κοσμολογικών μυστηρίων: τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή
ύλη. "Η κατανομή της ύλης στο παρατηρήσιμο σύμπαν δεν μπορεί να
εξηγήσει αυτή την κίνηση", αναφέρει.
Οι εκπομπές ακτίνων-Χ από το καυτό αέριο σε ένα σμήνος γαλαξιών σκεδάζουν
τα φωτόνια που προέρχονται από το
Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων. Τα σμήνη δεν δεν ακολουθούν
ακριβώς την διαστολή του διαστήματος, κι έτσι τα μήκη κύματος των φωτονίων
που σκεδάστηκαν αλλάζουν ανάλογα με τον τρόπο που αντανακλά την
ατομική κίνηση κάθε σμήνους.
Το γεγονός αυτό οδηγεί σε μια λεπτή μεταβολή της θερμοκρασίας των μικροκυμάτων
υποβάθρου προς την κατεύθυνση του σμήνους. Οι αστρονόμοι αναφέρονται σε αυτή
την αλλαγή σαν το κινηματικό φαινόμενο Sunyaev-Zel'dovich (SZ).
Μια σχετική παραμόρφωση, γνωστή ως θερμικό φαινόμενο SZ, έχει παρατηρηθεί
σε σμήνη γαλαξιών από τη δεκαετία του 1980. Όμως, η κινηματική εκδοχή
είναι μικρότερη από το 1/10 της ισχύος της παραμόρφωσης και μάλιστα δεν έχει ανιχνευθεί σε
κάθε σμήνος.
Το 2000, οι Kashlinsky, Fernando Atrio-Barandela από το Πανεπιστήμιο της
Σαλαμάνκα της Ισπανίας, έδειξαν ότι οι αστρονόμοι θα μπορούσαν, κατ' ουσία,
να ενισχύσουν το αποτέλεσμα απομονώνοντας τον κινηματικό όρο του
φαινομένου Sunyaev-Zel'dovich (SZ). Το κόλπο,
που βρήκαν, είναι η μελέτη μεγάλου αριθμού των σμηνών.
Οι αστρονόμοι συνεργάστηκαν με τον Dale Kocevski στο
Πανεπιστήμιο Davis της Καλιφόρνιας, και τον Harald Ebeling από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης για
τον εντοπισμό περίπου 700 σμηνών ακτίνων-Χ, που θα μπορούσαν να
χρησιμοποιηθούν για να βρουν τις λεπτές φασματικές μετατοπίσεις. Το δείγμα
αυτό περιλαμβάνει αντικείμενα έως και 6 δισ. έτη φωτός μακριά - ή σχεδόν το ήμισυ του παρατηρήσιμου Σύμπαντος.
Αφού χρησιμοποίησαν τον κατάλογο των σμηνών και τα στοιχεία από την τριετή
παρατήρηση της αποστολής WMAP, οι αστρονόμοι εντόπισαν κινήσεις συμπαγών
σμηνών με ταχύτητα σχεδόν 3 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Τα σμήνη κατευθύνονται προς
ένα κομμάτι του ουρανού πλάτους 20 μοιρών μεταξύ
των αστερισμών του Κενταύρου και των Ιστίων (Vela).
Και το πιο σπουδαίο είναι ότι αυτή η κίνηση είναι σταθερή για τουλάχιστον ένα
δισεκατομμύριο έτη φωτός. "Επειδή η σκοτεινή ροή ήδη εκτείνεται τόσο
μακριά, είναι πιθανό να εκτείνεται σε ολόκληρο το ορατό σύμπαν," λέει
ο Kashlinsky.
Το πόρισμα αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις προβλέψεις του
Καθιερωμένου Κοσμολογικού Μοντέλου, που περιγράφει ότι αυτές οι κινήσεις μειώνονται
σε όλο και μεγαλύτερες αποστάσεις.
Οι κοσμολόγοι βλέπουν το μικροκυματικό υπόβαθρο - μια αναλαμπή φωτός που
ξεκίνησε 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - σαν το απώτερο πλαίσιο αναφοράς
του σύμπαντος. Σε σχέση με αυτό, όλες οι κινήσεις μεγάλης κλίμακας δεν θα
πρέπει να δείχνουν καμιά προτιμητέα κατεύθυνση.
Τα μοντέλα
Big bang που περιλαμβάνουν τον
πληθωρισμό προσφέρουν μια πιθανή εξήγηση για αυτή τη ροή. Ο πληθωρισμός είναι
μια πολύ σύντομη υπερ-διαστολή που συνέβη πολύ νωρίς στην ιστορία του σύμπαντος. Εάν
είχε συμβεί ο
πληθωρισμός, τότε το σύμπαν που μπορούμε να δούμε είναι ένα
μικρό μόνο μέρος του συνόλου του Σύμπαντος.
Τα δεδομένα από την αποστολή
WMAP που δημοσιεύθηκαν το 2006 υποστηρίζουν την ιδέα ότι το
σύμπαν μας πέρασε από το στάδιο του πληθωρισμού. Ο Kashlinsky και η ομάδα του προτείνουν ότι
τα σμήνη τους είναι απάντηση στην βαρυτική έλξη της ύλης, η οποία
βρίσκεται πολύ
πιο πέρα από το παρατηρήσιμο Σύμπαν, λόγω του πληθωρισμού. "Η μέτρηση αυτή μπορεί
να μας δώσει έναν τρόπο να διερευνήσουμε την κατάσταση του σύμπαντος πριν
συμβεί ο πληθωρισμός", λέει.
Το επόμενο βήμα είναι να περιορίσουν τις αβεβαιότητες των μετρήσεων.
"Χρειαζόμαστε μια πιο ακριβή μέτρηση του τρόπου με τον οποίο
κατανέμεται το αέριο των εκατομμυρίων βαθμών σε αυτά τα γαλαξιακά σμήνη",
υποστηρίζει ο Atrio-Barandela.
Οι
ερευνητές σχεδιάζουν να επεκτείνουν την ανάλυσή τους, χρησιμοποιώντας τα
πιο πρόσφατα αποτελέσματα της αποστολής WMAP, που κυκλοφόρησαν το Μάρτιο
του 2008.
Τα αποτελέσματα θα εμφανιστούν στην ηλεκτρονική έκδοση
του
Astrophysical Journal Letters.
Ενώ το παρατηρήσιμο σύμπαν είναι πλάτους μόνο 13.7 δισ. ετών
(όσο και η ηλικία του) το συνολικό σύμπαν είναι κοντά 40 δισ. ετών. Ο
λόγος γι αυτό είναι ότι κατά την περίοδο του πληθωρισμού το σύμπαν η
διαστολή έγινε με μεγαλύτερη ταχύτητα από του φωτός. Άρα το φως δεν μπορεί
να 'προλάβει' να φτάσει στο κομμάτι του σύμπαντος που εξαπλώθηκε με υπερ-φωτεινή
ταχύτητα. Αυτό δε το κομμάτι του σύμπαντος μπορεί να είναι
διαφορετικό από το 'δικό' μας παρατηρήσιμο σύμπαν. Μπορεί για παράδειγμα
να μην υπάρχουν άστρα και γαλαξίες επειδή οι συνθήκες δεν ήταν κατάλληλες.
Ίσως να περιλαμβάνει μεγάλες συγκεντρώσεις μάζας ασύλληπτες για το δικό
μας σύμπαν (την δική μας 'φυσαλίδα'). Κι αυτή η μάζα ίσως να σέρνει τα
σμήνη των γαλαξιών όπως υποπτεύονται οι αστροφυσικοί. |
