Znanstvenici su otkrili suptilne tragove koji sugeriraju da razvoj struktura u svemiru možda ne odgovara u potpunosti dosadašnjim predviđanjima. Analizirajući gotovo 14 milijardi godina kozmičke povijesti, istraživači su primijetili da je materija u svemiru manje “grupirana” nego što modeli predviđaju, što otvara pitanja o silama koje oblikuju svemir.
Tim predvođen Joshuom Kimom i Mathewom Madhavacherilom sa Sveučilišta Pennsylvania, u suradnji s istraživačima Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley, kombinirao je podatke iz dva revolucionarna istraživanja. Njihovi rezultati, objavljeni u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, otkrivaju rijedak uvid u evoluciju materije i moguća odstupanja od standardnih kozmoloških teorija.
“Naša analiza kombinirala je dva komplementarna skupa podataka, pružajući višedimenzionalni pogled na svemir,” rekao je Madhavacheril. “Otkrili smo da je formiranje kozmičkih struktura uglavnom u skladu s Einsteinovom teorijom gravitacije, ali postoji lagano odstupanje u načinu na koji se materija grupirala tijekom nedavnijih epoha, otprilike prije četiri milijarde godina. Ovo je nešto što želimo dodatno istražiti.”
Kozmička vremenska traka: Kako je svemir postao složeniji
Istraživanje se oslanjalo na podatke iz dva izvora: teleskopa Atacama Cosmology Telescope (ACT) i instrumenta Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Završno izdanje podataka ACT-a zabilježilo je slabo svjetlo iz ranog razdoblja svemira, poznato kao kozmička mikrovalna pozadina (CMB), što pruža ‘fotografiju’ svemira starog svega 380.000 godina.
“CMB je poput vremenske kapsule,” objasnio je Kim. “Dok je to svjetlo putovalo milijardama godina, njegovu putanju iskrivile su goleme strukture u svemiru, pružajući nam ključne uvide o tome kako je materija raspoređena kroz povijest.”
Gravitacijske leće, fenomen koji je predvidio Einstein, ovdje igraju ključnu ulogu. Kako svjetlost prolazi kroz guste nakupine materije, njezin se smjer savija, stvarajući ‘leće’ koje znanstvenici koriste za mapiranje galaksija i galaktičkih skupova.
S druge strane, podaci DESI-ja pružaju moderniji pogled na svemir, fokusirajući se na trodimenzionalni raspored milijuna svijetlih crvenih galaksija (LRG-ova). Ove galaksije, poznate po svojoj intenzivnoj crvenoj boji koja potječe od starijih zvijezda u njima, djeluju kao kozmički orijentiri. Njihova svjetlina i udaljenost omogućuju znanstvenicima precizno praćenje kako su se strukture svemira razvijale kroz milijarde godina. Usporedbom tih podataka, istraživači su stekli dublji uvid u evoluciju kozmičkih struktura tijekom vremena.
Zašto “grupiranost” svemira ne odgovara očekivanjima
Kombinacijom podataka o gravitacijskim lećama iz ACT-a i mapa galaksija DESI-ja, istraživači su otkrili malu, ali značajnu neskladnost. Parametar Sigma 8 (σ8), koji mjeri fluktuacije gustoće materije, pokazao je nešto niže vrijednosti od predviđanja, što sugerira da se strukture svemira možda nisu razvijale toliko učinkovito koliko su modeli predviđali.
“Ovo odstupanje nije dovoljno da bismo odmah ukazali na novu fiziku,” objasnio je Kim, “ali otvara zanimljive mogućnosti. Ako ovo nije statistička pogreška, moglo bi značiti da sile poput tamne energije utječu na svemir na način koji još ne razumijemo u potpunosti.”
Tamna energija, misteriozna sila koja pokreće ubrzano širenje svemira, mogla bi igrati veću ulogu u oblikovanju struktura svemira nego što se dosad smatralo. Alternativno, neki aspekti standardnih kozmoloških modela možda zahtijevaju prilagodbu.
Budući napredak u tehnologiji teleskopa, uključujući nadolazeći Simons Observatory, omogućit će preciznija mjerenja i dublje istraživanje ovih neskladnosti. Ovi instrumenti nove generacije obećavaju jasniji uvid u povijest svemira, što bi moglo dovesti do preispitivanja nekih ključnih aspekata našeg razumijevanja kozmičke evolucije.
“Ovo istraživanje nalikuje na slojevito skeniranje kroz povijest,” rekao je Madhavacheril. “Kombinirajući podatke o ranim i kasnijim razdobljima svemira, možemo pratiti priču o tome kako se materija formirala i razvijala. Ovo je uzbudljiv korak prema odgovoru na neka od najvećih pitanja o svemiru.”
