Μια τεράστια αόρατη δύναμη κυβερνά το Σύμπαν

της Becky Ferreira

Ο Γαλαξίας μας, είναι μέρος ενός νεφελώματος που αποτελείται από εκατοντάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες διάσπαρτους στο σύμπαν.

Η ποικιλία τους είναι εκπληκτική: σπείρες, γαλαξίες σε σχήματα δαχτυλιδιών και βρόχων γεμάτων με αστέρια. Παρά τις διαφορές τους και τις αποστάσεις που τους χωρίζουν, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι ορισμένοι γαλαξίες μετακινούνται όλοι μαζί διαγράφοντας  περίεργα και συχνά ανεξήγητα σχήματα, σαν να συνδέονται με μια τεράστια, αόρατη δύναμη.

Δομές μεγάλης κλίμακας

Οι γαλαξίες που απέχουν μεταξύ τους μερικά εκατομμύρια έτη φωτός μπορούν να έχουν μια αμοιβαία επίδραση, προβλέψιμη κυρίως χάρη στη βαρύτητα.

Αλλά οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει μυστηριώδη σχήματα μεταξύ απόμακρων γαλαξιών που ξεπερνούν αυτές τις τοπικές αλληλεπιδράσεις.

Αυτές οι ανακαλύψεις υποδηλώνουν την αινιγματική επίδραση των αποκαλούμενων “δομών μεγάλης κλίμακας“, οι οποίες σήμερα είναι τα μεγαλύτερα γνωστά αντικείμενα του σύμπαντος.

Αυτές οι σκοτεινές δομές αποτελούνται από υδρογόνο και σκοτεινή ύλη και έχουν τη μορφή νημάτων, σε σχήμα φύλλων και κόμβων που συνδέουν τους γαλαξίες μέσα σε ένα τεράστιο δίκτυο που ονομάζεται «κοσμικός ιστός».

Γνωρίζουμε ότι οι δομές αυτές έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην εξέλιξη και τις κινήσεις των γαλαξιών, αλλά οι επιστήμονες έχουν μόλις αγγίξει την επιφάνεια αυτής της δυναμικής, επειδή μερικά από αυτά τα φαινόμενα κλονίζουν τις πιο θεμελιώδεις ιδέες μας για το σύμπαν.

“Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο συνεχίζουμε να μελετάμε αυτές τις δομές μεγάλης κλίμακας“, δήλωσε ο Noam Libeskind, κοσμογράφος στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Λάϊμπνιτς του Leibniz (AIP) στη Γερμανία. “Είναι ένας τρόπος ανίχνευσης και οριοθέτησης των νόμων της βαρύτητας και της φύσης της ύλης, της σκοτεινής ύλης, της σκοτεινής ενέργειας και του σύμπαντος“.

Ως εμεγαλύνθη τα έργα σου Κύριε, πάντα εν σοφία εποίησας!…

Συγχρονισμένη κίνηση όλων των γαλαξιών

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal τον Οκτώβριο αποκάλυψε ότι εκατοντάδες γαλαξίες είχαν συγχρονισμένη περιστροφή με γαλαξίες, δεκάδες εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

“Αυτή η ανακάλυψη είναι πολύ πρόσφατη και απροσδόκητη”, δήλωσε ο Joon Hyeop Lee,  αστρονόμος στο Κορεατικό Ινστιτούτο Αστρονομίας και Διαστημικής Επιστήμης και επικεφαλής της μελέτης. “Προηγουμένως δεν είχα δει ποτέ αναφορές για παρατηρήσεις ή προβλέψεις αριθμητικών προσεγγίσεων, που να συνδέονται με αυτό το φαινόμενο. ”

Ο Lee και οι συνάδελφοί του μελέτησαν 445 γαλαξίες σε απόσταση 400 εκατομμυρίων έτη φωτός από τη Γη και διαπίστωσαν ότι πολλοί από αυτούς που στρέφονται προς τη Γη ήταν κοντά σε άλλους γαλαξίες και κατευθύνονται επίσης προς τη Γη. Με τον ίδιο τρόπο, εκείνοι που γυρίζουν προς την αντίθετη κατεύθυνση είναι συχνά κοντά σε άλλους γαλαξίες που απομακρύνονται από τη Γη.

Η παρατηρούμενη συνεκτικότητα πρέπει να σχετίζεται με δομές μεγάλης κλίμακας, επειδή είναι αδύνατο για γαλαξίες που χωρίζονται με έξι megaparsecs [περίπου 20 εκατομμύρια έτη φωτός] να αλληλεπιδρούν άμεσα μεταξύ τους”, δήλωσε ο Lee.

Ο Lee και οι συνεργάτες του πιστεύουν ότι οι συγχρονισμένοι γαλαξίες θα μπορούσαν να ενσωματωθούν στην ίδια δομή μεγάλης κλίμακας, η οποία περιστρέφεται πολύ αργά αντίθετα προς τους δείκτες του ρολογιού.

Αυτή η υπολανθάνουσα δυναμική θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα είδος συνάφειας μεταξύ της περιστροφής των εξεταζόμενων γαλαξιών και των κινήσεων των γειτόνων τους.

Θα χρειαστεί όμως περισσότερη έρευνα για να επιβεβαιωθούν τα ευρήματα και τα συμπεράσματα της ομάδας του.

Αν και αυτή η ιδιότροπη επανάληψη των παράξενα συγχρονισμένων γαλαξιών είναι καινούργια, οι επιστήμονες παρατήρησαν παράξενες ομοιότητες μεταξύ των γαλαξιών σε ακόμη πιο απομακρυσμένες αποστάσεις.

Το 2014, μια ομάδα διαπίστωσε περίεργες ευθυγραμμίσεις υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στην καρδιά των κβάζαρ, τους πρώην υπερβολικά φωτεινούς γαλαξίες που εκτείνονται σε δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Με επικεφαλής τον Damien Hutsemékers, αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο της Λιέγης στο Βέλγιο, οι ερευνητές σημείωσαν αυτόν τον παράξενο συγχρονισμό παρατηρώντας το σύμπαν όπως ήταν μόλις μερικά δισεκατομμύρια χρόνια πριν, χρησιμοποιώντας το Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή. Οι παρατηρήσεις κατέγραψαν την πόλωση του φωτός περίπου 100 κβάζαρ, την οποία η ομάδα χρησιμοποίησε στη συνέχεια για να παραστήσει γεωμετρικά και την ευθυγράμμιση των κέντρων των μαύρων οπών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι άξονες περιστροφής 19 κβάζαρ της ομάδας αυτής ήταν παράλληλοι, ενώ απείχαν μεταξύ τους αρκετά δισεκατομμύρια έτη φωτός.

Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics, δείχνει ότι δομές μεγάλης κλίμακας επηρέασαν τη δυναμική των γαλαξιών σε τεράστιες αποστάσεις στην αρχή του σύμπαντος.

Η εξήγηση των συγχρονισμένων γαλαξιών θα μπορούσε να αλλάξει τα πάντα.

Το μυστήριο αυτών των συγχρονισμένων γαλαξιών μπορεί να θέσει υπό αμφισβήτηση την κοσμολογική αρχή της ομογενοποίησης και της ισοτροπίας, ενός θεμελιώδους αξιώματος για το σύμπαν.

Αυτή η αρχή ορίζει ότι το σύμπαν είναι ομοιόμορφο και ομοιογενές σε ακραίες κλίμακες. Αλλά “η ύπαρξη συσχετίσεων των αξόνων των κβάζαρ σε τέτοιες ακραίες κλίμακες θα ήταν μια σοβαρή ανωμαλία της κοσμολογικής αρχής“, επισημαίνουν ο Hutsemékers και οι συνάδελφοί του στη μελέτη τους.

Ωστόσο, ο Hutsemékers προειδοποιεί, επισημαίνοντας ότι είναι απαραίτητο να εντοπιστούν και να μελετηθούν άλλες δομές αυτού του τύπου για να αποδειχθεί ότι πρόκειται για σοβαρή παραβίαση της κοσμολογικής αρχής. “Χρειάζονται άλλες παρόμοιες δομές για να επιβεβαιώσουμε ότι πρόκειται για πραγματική ανωμαλία“, ανέφερε.

Προς το παρόν, η δυναμική των θέσεων αυτών των κβάζαρ δεν είναι καλά κατανοητή επειδή υπάρχουν λίγες τεχνικές παρατήρησης για να τις αναλύσουμε λεπτομερώς. “Για ευθυγραμμίσεις μεγάλης κλίμακας, χρειαζόμαστε κυρίως περισσότερα δεδομένα“, δήλωσε ο Hutsemékers. Τα προγραμματισμένα ραδιοτηλεσκόπια, όπως το Square Kilometer Array, μπορεί να είναι σε θέση να εξετάσουν λεπτομερέστερα αυτές τις μυστηριώδεις ευθυγραμμίσεις.

“Το καταπληκτικό με την επιστήμη είναι ότι μπορούμε να έχουμε ένα μοντέλο με χιλιάδες δεδομένα, αλλά αν ένα μόνο στοιχείο δεν ταιριάζει, αυτό είναι το ελάττωμα. Αν δεν συνδυάζεται με τα άλλα, ακυρώνει ολόκληρο το σύστημα ”

Οι ευθυγραμμίσεις κβάσαρ δεν είναι τα μόνα εμπόδια, που έχουν παρουσιάσει γαλαξίες παράξενα συγχρονισμένοι, σε καθιερωμένα μοντέλα του σύμπαντος. Οντως, μια από τις πιο αμφιλεγόμενες τρέχουσες συζητήσεις στην κοσμολογία περιστρέφεται γύρω από τον απροσδόκητο τρόπο με τον οποίο οι νάνοι γαλαξίες ευθυγραμμίζονται απόλυτα με τους γαλαξίες των ξενιστών όπως ο Γαλαξίας.

Αυτοί οι γαλαξίες – δορυφόροι είναι επί του παρόντος αγκάθι στο λεγόμενο μοντέλο Λάμδα-CDM*, θεωρητική χρονολογική εσχατιά του σύμπαντος από τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι προσομοιώσεις του σύμπαντος στο μοντέλο Λάμδα-CDM προβλέπουν ότι μικροί γαλαξίες-δορυφόροι θα βρεθούν σε ένα σμήνος τυχαίων τροχιών γύρω από μεγαλύτερους γαλαξίες – ξενιστών.

Όμως, κατά την τελευταία δεκαετία, νέες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι ένα τεράστιο τμήμα των γαλαξιών-δορυφόρων γύρω από τον Γαλαξία συγχρονίζεται σε ένα μόνο και καλά οργανωμένο τροχιακό επίπεδο. Οι επιστήμονες καταρχήν αναρωτήθηκαν αν συμβαίνει κάτι παράξενο στον γαλαξία μας, αλλά στη συνέχεια παρατήρησαν ένα παρόμοιο επίπεδο [γαλαξιών] – δορυφόρων γύρω από την Ανδρομέδα.

Πράγματι, άρχισε να χτυπάει συναγερμός, όταν το 2015 οι αστροναύτες δημοσίευσαν παρατηρήσεις του ίδιου φαινομένου για τρίτη φορά γύρω από τον Α του Κενταύρου, έναν ελλειπτικό γαλαξία περίπου 10 εκατομμύρια έτη φωτός από τον Γαλαξία.

Αυτή η ανακάλυψη “υποδηλώνει ότι υπάρχει πρόβλημα με πρότυπες κοσμολογικές προσομοιώσεις“, σύμφωνα με μια μεταγενέστερη μελέτη του 2018 υπό τον Oliver Müller, αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο του Στρασβούργου στο περιοδικό Science .

“Μέχρι τώρα, είδαμε αυτό στους τρεις κοντινότερους γαλαξίες”, δήλωσε ο Müller. “Φυσικά, μπορούμε πάντα να λέμε ότι τρεις περιπτώσεις, δεν είναι ακόμη στατιστική. Αλλά δείχνει ότι αν, όποτε έχουμε ποιοτικά δεδομένα, βρίσκουμε το ίδιο πράγμα, τότε θα μπορούσε να ισχύει για όλο το σύμπαν.’’

Τηλεσκόπια διαμέτρου 30 μέτρων

Αυτή η δελεαστική αβεβαιότητα ώθησε τους αστρονόμους να θέσουν αυτό το πρόβλημα στο επίκεντρο των έρευνών τους. Όπως ο Marcel Pawlowski, απόφοιτος του διάσημου Ινστιτούτου Αστροφυσικής Leibniz του Potsdam (Γερμανία) και συν-συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε το 2018 στο περιοδικό Science. Ο Pawlowski περιμένει με ανυπομονησία τα δεδομένα της επόμενης γενιάς των τηλεσκοπίων [διαμέτρου] 30 μέτρων που θα δείξουν αν άλλοι μεγάλοι γαλαξίες περιβάλλονται από ισότροπα ή οργανωμένα πρότυπα γαλαξιών-δορυφόρων.

“Αυτό που πρέπει να κάνουμε τώρα είναι να επεκτείνουμε την έρευνά μας σε πιο απομακρυσμένα δορυφορικά συστήματα, να βρούμε γαλαξίες – δορυφόρους και να μετρήσουμε την ταχύτητά τους“, μας δήλωσε ο Pawlowski.

“Ο τομέας έχει προχωρήσει πραγματικά χάρη στην τρέχουσα συζήτηση για τις μελέτες“, πρόσθεσε ο Pawlowski. “Είναι πολύ ωραίο να βλέπουμε τα αποδεικτικά στοιχεία να γίνονται ισχυρότερα. ”

Είτε πρόκειται για τις περίεργες κινήσεις των νάνων γαλαξιών στη γαλακτική μας γειτονιά είτε για την παράξενη ευθυγράμμιση των γαλαξιών σε απόσταση εκατομμυρίων ή δισεκατομμυρίων ετών φωτός, είναι σαφές ότι οι χορευτικές κινήσεις των γαλαξιών αποτελούν βασικό κλειδί για την κατανόηση της δομής του μεγάλης κλίμακος σύμπαντος.

Οι γαλαξίες- όπως δείχνουν οι υπέροχες φωτογραφίες – καθοδηγούνται από πολύπλοκες δυνάμεις που ακόμα μας ξεφεύγουν, όπως μας ξεφεύγει κυρίως ο κοσμικός ιστός που στηρίζει το σύμπαν.

“Αυτό που πραγματικά αγαπώ σε αυτόν τον τομέα είναι ότι είμαστε ακόμα σε φάση εξερεύνησης“, μας δήλωσε ο Müller. “Είναι πολύ συναρπαστικό. ”

*Το μοντέλο ΛCDM ή Λάμδα-CDM είναι το κοσμολογικό μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης στο οποίο το Λ είναι μία κοσμολογική σταθερά και CDM  είναι η ψυχρή σκοτεινή ύλη (Cold Dark Matter).

source : http://nouveau-monde.ca/fr/une-decouverte-suggere-quune-vaste-force-invisible-gouverne-lunivers/