Έρευνα Έλληνα αστροφυσικού: Το σύμπαν μπορεί να μην επεκτείνεται ομοιόμορφα

Το σύμπαν είναι πιθανό ότι δεν επεκτείνεται με την ίδια ταχύτητα προς κάθε κατεύθυνση, σύμφωνα με μία νέα διεθνή «αιρετική» επιστημονική μελέτη, με επικεφαλής έναν νεαρό Έλληνα αστροφυσικό της διασποράς. Αυτός ο ισχυρισμός θέτει σε αμφισβήτηση ένα από τα βασικά αξιώματα της κοσμολογίας εδώ και δεκαετίες, ότι το σύμπαν είναι ομοιόμορφο και ισοτροπικό, δηλαδή ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις.

Δεν είναι η πρώτη φορά που επιστήμονες ισχυρίζονται πως βρήκαν ενδείξεις περί ανομοιόμορφης επέκτασης του σύμπαντος, αλλά αυτήν τη φορά ίσως το έχουν κάνει πιο πειστικά από κάθε άλλη. Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια είναι άνισα κατανεμημένη στο σύμπαν, πράγμα που είναι ουσιαστικά αδύνατο να αποδειχθεί, αφού οι επιστήμονες έχουν ονομάσει σκοτεινή ενέργεια κάτι που θεωρούν υπεύθυνο για την επιταχυνόμενη επέκταση του σύμπαντος, χωρίς όμως να γνωρίζουν καν περί τίνος πρόκειται.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Κωνσταντίνο Μίγκα του Ινστιτούτου Αστρονομίας Argelander του Πανεπιστημίου της Βόννης, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Astronomy & Astrophysics», αξιοποίησαν στοιχεία από τα διαστημικά τηλεσκόπια ακτίνων-Χ Chandra-X της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA) και XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA). Χρησιμοποιώντας μία νέα τεχνική, συμπέραναν ότι διαφορετικά μέρη του σύμπαντος φαίνονται να διαστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς.

Η νέα μέθοδος βασίζεται στη σχέση ανάμεσα στη θερμοκρασία των καυτών αερίων ενός σμήνους γαλαξιών και στην ποσότητα ακτίνων-Χ που αυτό παράγει. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλώνει η φωτεινότητα των παραγόμενων ακτίνων-Χ. Στη συνέχεια, η διαβάθμιση σε αυτήν τη φωτεινότητα συσχετίζεται με την ταχύτητα κάθε σμήνους.

Έως τώρα, η βασική υπόθεση των επιστημόνων είναι ότι μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Μπιγκ Μπανγκ) το σύμπαν άρχισε να «φουσκώνει» προς κάθε κατεύθυνση, με συνέπεια αργότερα οι γαλαξίες και τα σμήνη τους να απομακρύνονται με την ίδια ταχύτητα ανεξάρτητα από την περιοχή του σύμπαντος όπου βρίσκονται.

«Μελετήσαμε τη συμπεριφορά 842 γαλαξιακών σμηνών στο σημερινό σύμπαν. Αν η υπόθεση ισοτροπίας είναι σωστή, τότε οι ιδιότητες του σύμπαντος θα έπρεπε να είναι ομοιόμορφες σε όλον τον ουρανό. Όμως, στην πραγματικότητα, είδαμε σημαντικές διαφορές», δήλωσε ο Μίγκας, ο οποίος είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και τώρα κάνει τη διδακτορική έρευνά του στο Πανεπιστήμιο της Βόννης. «Ένας από τους πυλώνες της κοσμολογίας, της μελέτης της ιστορίας και μοίρας όλου του σύμπαντος, είναι ότι αυτό είναι ισοτροπικό, δηλαδή ίδιο σε όλες τις κατευθύνσεις. Η έρευνά μας δείχνει ότι ίσως υπάρχουν ρωγμές σε αυτόν τον πυλώνα», πρόσθεσε.

«Με βάση τις παρατηρήσεις από τα σμήνη γαλαξιών, βρήκαμε διαφορές στο πόσο γρήγορα επεκτείνεται το σύμπαν, ανάλογα με το πού κοιτάξαμε. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις βασικότερες υποκείμενες υποθέσεις που χρησιμοποιούμε σήμερα στην κοσμολογία», ανέφερε ο Γκέριτ Σελενμπέργκερ του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν των ΗΠΑ.

«Είδαμε σμήνη γαλαξιών με τις ίδιες ιδιότητες και παρόμοιες θερμοκρασίες να φαίνονται λιγότερο φωτεινά από ό,τι περιμέναμε στη μία κατεύθυνση του ουρανού, ενώ ήταν φωτεινότερα στην άλλη κατεύθυνση. Η διαφορά ήταν αρκετά σημαντική, γύρω στο 30%. Αυτές οι διαφορές δεν είναι τυχαίες, αλλά έχουν ένα σαφές μοτίβο, εξαρτώμενο από την κατεύθυνση που κάνουμε τις παρατηρήσεις στον ουρανό», σημείωσε ο Τόμας Ράιπριχ του Πανεπιστημίου της Βόννης.

«Αν το σύμπαν είναι πράγματι ανισοτροπικό, ακόμη κι αν αυτό συμβαίνει στα τελευταία λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, θα αποτελεί μία τεράστια μεταβολή επιστημονικού υποδείγματος, καθώς η κατεύθυνση κάθε αντικειμένου θα πρέπει πλέον να λαμβάνεται υπόψη όταν αναλύουμε τις ιδιότητες του», υπογράμμισε ο Μίγκας και συμπλήρωσε: «Για παράδειγμα, σήμερα εκτιμούμε την απόσταση των πολύ μακρινών αντικειμένων στο σύμπαν εφαρμόζοντας ορισμένες κοσμολογικές παραμέτρους και εξισώσεις, πιστεύοντας ότι είναι ίδιες παντού. Αν όμως τα συμπεράσματά μας είναι σωστά, τότε πλέον αυτό δεν θα ισχύει και συνεπώς θα πρέπει να αναθεωρήσουμε όλα τα προηγούμενα συμπεράσματά μας».

Για «τρομερά εντυπωσιακά ευρήματα» έκανε λόγο ο επιστήμονας της ESA Νόρμπερτ Σάρτελ, τονίζοντας ότι «προηγούμενες μελέτες είχαν δώσει ενδείξεις πως το σημερινό σύμπαν μπορεί να μην επεκτείνεται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Όμως, τα νέα ευρήματα έχουν πολύ μεγαλύτερη σημασία, καθώς είναι η πρώτη φορά που έγινε ένα τέτοιο τεστ ακτίνων-Χ σε σμήνη γαλαξιών, ανοίγοντας τον δρόμο για μελλοντικές έρευνες».

Το υπό κατασκευή ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο Euclid (Ευκλείδης), το οποίο θα εκτοξευθεί το 2022 για να μελετήσει δισεκατομμύρια γαλαξίες, την επέκταση του σύμπαντος και τη μυστηριώδη φύση της σκοτεινής ενέργειας, ελπίζεται ότι θα φωτίσει περισσότερο το αίνιγμα.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ