Eén studie toonde aan dat onze perceptie van het universum volledig scheef kan zijn

Het standaardmodel van de kosmologie, dat alle stadia van de evolutie van ons universum en zijn inhoud beschrijft, is gebaseerd op de schaal van Friedman-Lametri-Robertson-Walker. Dit beschrijft de gemiddelde geometrie van het grootschalige heelal; Algemeen wordt aangenomen dat ruimtetijd op de schaal van het heelal een homogene en anisotrope geometrie heeft. Met andere woorden, het universum lijkt in alle richtingen bijna identiek, ongeacht waar de waarnemer zich bevindt. Dit is wat wetenschappers het ‘universele principe van homogeniteit en isotropisme’ noemen. Een team van onderzoekers trok onlangs deze veronderstelling in twijfel.

Albert Einstein introduceerde het kosmologische principe van homogeniteit en isotropisme in 1917, toen hij de algemene relativiteitstheorie op het hele universum wilde toepassen. Sindsdien wordt de homogeniteit van het heelal ondersteund door astronomische waarnemingen, op steeds grotere afstanden. De hypothese wordt opmerkelijk ondersteund door de extreme regelmatigheden van de kosmische microgolfachtergrond (CMF), die temperatuurschommelingen vertoont van slechts ongeveer één op 100.000 op de kleine hoekschalen.

De FDC-fluctuaties die we op aarde waarnemen, zijn te wijten aan de bewegingen van onze planeet binnen het zonnestelsel, maar ook aan de bewegingen van onze planeet heelal In het universum – net zoals de frequentie van de ambulancesirene ons vervormd lijkt als deze ons nadert. Als het Standaardmodel het kosmologische principe goed volgt, zou dezelfde vervorming moeten worden waargenomen in sterrenstelsels tot dusver. In 2002 bevestigden astrofysici de hypothese uit een catalogus van sterrenstelsels, de NRAO VLA Sky Survey (NVSS). Maar de steekproef van sterrenstelsels was relatief klein en er waren twijfels over hun afstanden, waardoor sommige wetenschappers twijfelden aan de verkregen resultaten.

Echt asymmetrisch zijn

Subir Sarkar, een natuurkundige aan de Universiteit van Oxford, interesseerde zich voor de vraag en leverde onlangs bewijs dat ons begrip van het universum eigenlijk behoorlijk gebrekkig is – de modellen en theorieën die tot nu toe zijn gemaakt om het universum te beschrijven, zullen niet universeel zijn. . Vanuit ons aardse perspectief lijkt het universum met een bepaalde snelheid uit te breiden, maar het kan gewoon een kwestie van perceptie zijn, bevooroordeeld door het feit dat ons melkwegstelsel zelf door het universum beweegt.

Zijn hypothese is gebaseerd op een studie van de catWISE-catalogus, waarin de 1,4 miljoen quasars zijn opgesomd die door de WISE Space Telescope zijn gedetecteerd (deze catalogus heeft het voordeel dat hij een groter deel van de hemel beslaat dan de NVSS). In een vorig jaar gepubliceerd onderzoek in Astrofysische journaalbrievenDe natuurkundige en zijn team legden uit dat ze een vervorming in de verdeling van deze quasars ontdekten, twee keer groter dan wat de theorie voorspelde. Hun resultaten geven dus aan dat niet alleen sterrenstelsels en alle andere astronomische lichamen door het universum drijven, maar dat het hele universum in een bepaalde richting kan drijven.

” Als wordt aangetoond dat de verdeling van verre materie in het grootschalige heelal niet hetzelfde referentiekader deelt als de FDC, zal het nodig zijn om te vragen of de differentiële uitzetting van de ruimte veroorzaakt door niet-lineaire structuren in de buurt van holtes, muren en filamenten kan effectief worden teruggebracht tot een eenvoudige lokale “push”. Als er meer werk nodig is om de zaken op te helderen, denken Sarkar en collega’s dat het misschien nodig is om een ​​geheel nieuw kosmologisch raamwerk te vinden, waarin niet wordt aangenomen dat alle richtingen gelijk zijn. Concreet zal het nodig zijn om de vergelijkingen van Einstein concreter op te lossen. Anders .

Is het een “gemeenschappelijke behuizing” van veel kosmische modellen?

De meeste wetenschappers zijn natuurlijk niet klaar om te accepteren dat het universum asymmetrisch is en dat de huidige theorieën bevooroordeeld zijn. Sommigen geloven bijvoorbeeld dat de resultaten van Sarkar te wijten kunnen zijn aan het feit dat quasars de neiging hebben om meer samen te klonteren dan andere soorten lichamen op deze schalen, wat het standaardmodel niet fundamenteel zou uitdagen.

De natuurkundige wijst erop dat ons universum ook niet afhankelijk kan zijn van één enkele kosmologie die alles kan beschrijven, maar van verschillende modellen, die elk van toepassing zijn op een ander tijdperk. Telescopen van de nieuwe generatie, met name de Vera C. Rubin in Chili en de Euclid Space Telescope, om nog maar te zwijgen van de Square Kilometre Array, die binnenkort miljarden zeer verre sterrenstelsels zal onderzoeken, kunnen helpen om licht te werpen op het debat.

Merk op dat Sarkar niet de eerste is die het kosmologische principe in twijfel trekt. Er worden over het algemeen twee methoden gebruikt om de Hubble-constante te berekenen: de uitdijingssnelheid van het heelal. De ene is gebaseerd op de analyse van de FDC en de andere is gebaseerd op de studie van standaardkaarsen (astronomische objecten met een bekende helderheid). Wetenschappers hebben echter Verschillende waarden afhankelijk van de gebruikte strategie respectievelijk 67,4 km/s/Mpc of 74 km/s/Mpc. Deze onverklaarbare discrepantie, de “Hubble-stam” genoemd, geeft aan dat ons kosmologische model onvolledig is – hoewel later werk heeft aangetoond dat dit verschil eenvoudig te wijten kan zijn aan meetfouten.

zoals dat, De nieuwste ontdekking van een gigantische lichtboog Het strekt zich uit over 3 miljard lichtjaar en bestaat uit sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels, en druist ook in tegen gevestigde modellen van het universum. Deze gigantische structuur, de gigantische boog genaamd, die ongeveer 7% van het zichtbare universum uitmaakt, zou gewoon niet moeten bestaan ​​als de materie gelijkmatig in alle richtingen zou zijn verdeeld. Volgens kosmologen wordt de huidige theoretische limiet zelfs geschat op 1,2 miljard lichtjaar. ” Het wordt steeds moeilijker om het groeiende aantal overmaatse constructies te negeren die de maximale grootte overschrijden van wat als theoretisch haalbaar wordt beschouwd ”, die destijds werd benadrukt, Alexia Lopez, aan de oorsprong van de ontdekking.

bron : Secret et al., The Astrophysical Journal Letters