Jak rozszerza się wszechświat? Oto scenariusz, który wyjaśnia wielką zagadkę

Ekspansja wszechświata to coś, co elektryzuje astronomiczne środowisko. W następstwie tego zjawiska galaktyki miałyby się od siebie nieustannie oddalać. Do określenia jego tempa wykorzystuje się tzw. stałą Hubble’a, choć jej wyznaczanie wzbudza liczne kontrowersje.
Jak rozszerza się wszechświat? Oto scenariusz, który wyjaśnia wielką zagadkę

Przyjmuje się, iż wartość tej stałej to około 70 kilometrów na sekundę na megaparsek. W praktyce oznacza to, że na milion lat świetlnych od Ziemi galaktyka ucieka z prędkością około 80 000 kilometrów na godzinę. Jednym z modeli wykorzystywanych do określania przyspieszenia ekspansji wszechświata jest Lambda-CDM, który opiera się na obserwacjach mikrofalowego promieniowania tła.

Czytaj też: Jak powstało najbardziej przerażające zdjęcie kiedykolwiek zrobione w kosmosie?

Problem polega na tym, że pomiary wykorzystujące obserwacje galaktyk i supernowych dostarczają zupełnie innych rezultatów. W takim wariancie tempo ekspansji jest o około 10% wyższe aniżeli w przypadku modelu Lambda-CDM. Z tego względu naukowcy starają się uzyskać odpowiedzi na pytania o to, jaka jest faktyczna wartość stałej Hubble’a i dlaczego pomiary dają tak zróżnicowane wyniki. 

Jedno z proponowanych wyjaśnień zostało niedawno przedstawione na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Zdaniem autorów tej publikacji za obserwowanym fenomenem mogłoby stać to, że… żyjemy w gigantycznej próżni kosmicznej. Gdyby Ziemia faktycznie znajdowała się w regionie o gęstości niższej od przeciętnej, to mogłoby to zniekształcać prowadzone pomiary.

Tempo ekspansji wszechświata jest określane za pomocą stałej Hubble’a. Szacuje się, że wynosi ona około 70 kilometrów na sekundę na megaparsek

Wystarczy sobie wyobrazić, że gęstsze obszary otaczające “naszą” pustkę mogą wywierać silniejsze przyciąganie grawitacyjne aniżeli materia o niższej gęstości, która znajduje się wewnątrz tej pustki. Aby miało to sens, nasza planeta, Układ Słoneczny oraz galaktyka musiałyby znajdować się blisko środka pustki. Ta ostatnia miałaby natomiast promień wynoszący około miliarda lat świetlnych oraz gęstość około 20% niższą od średniej dla całego wszechświata.

Oczywiście takie teorie nie przechodzą bez kontrowersji. Przede wszystkim, dotychczasowe badania sugerowały, że materia powinna być rozłożona we wszechświecie w relatywnie równomierny sposób. Kiedy jednak spojrzymy na umiejscowienie galaktyk w różnych częściach wszechświata, to niekoniecznie pokrywa się to z założeniami. Z tego względu autorzy nowych badań postanowili zaproponować scenariusz z udziałem pustki, a następnie dopasować do niego pasujące aspekty. 

Czytaj też: Tak wyglądał wszechświat milionową część sekundy po Wielkim Wybuchu. Naukowcy mają problem

Na potrzeby prowadzonych analiz wzięto pod uwagę hipotezę MOND, czyli zmodyfikowaną dynamikę newtonowską. Jednym z jej założeń jest to, że kluczem do wyjaśnienia anomalii związanej z prędkościami obrotowymi galaktyk jest osłabienie przyciągania grawitacyjnego, występujące w zewnętrznych obszarach galaktyk. Jeśli zaś chodzi o ekspansję wszechświata, to ta miałaby wyglądać podobnie, jak w drugim z modeli, choć struktury powinny rosnąć szybciej. 

Najważniejszą sugestią jest to, że rozszerzanie wszechświata miałoby zachodzić w różnym tempie w zależności od tego, w której jego części byśmy się znaleźli. Jak podsumowują autorzy, istnienie rozległej pustki, której częścią jesteśmy oraz szybkie obserwowane przepływy masowe prowadziłyby do wniosku, że struktura rośnie szybciej niż oczekiwano w modelu Lambda-CDM w skali od dziesiątek do setek milionów lat świetlnych.