Astrofysici zetten vraagtekens bij de basiswet van het universum

Astrofysici zetten vraagtekens bij de basiswet van het universum
Astrofysici zetten vraagtekens bij de basiswet van het universum
Anonim

Het onderzoek, gebaseerd op gegevens van de Chandra- en XMM-Newton-ruimtetelescopen, toonde aan dat het heelal in alle richtingen ongelijk uitdijt. De resultaten zijn voorbereid voor publicatie in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics en zijn beschikbaar op de preprint-site arXiv.org.

Er wordt aangenomen dat de ruimte na de oerknal voortdurend uitdijt en dat het universum, wanneer het op grote afstand wordt bekeken, over het algemeen isotroop is, dat wil zeggen in alle richtingen hetzelfde. Nieuw onderzoek zet echter vraagtekens bij deze fundamentele eigenschap van het universum.

Astrofysici uit de Verenigde Staten en Duitsland analyseerden gegevens van NASA's Chandra Space X-ray Observatory en de XMM-Newton Space X-ray Telescope van de European Space Agency, verkregen uit waarnemingen van clusters van sterrenstelsels - enorme clusters van sterrenstelsels die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Dit zijn de grootste structuren in het universum die door wetenschappers worden gebruikt om de belangrijkste parameters te meten.

Eerdere metingen op basis van optische waarnemingen van exploderende sterren en infraroodstudies van sterrenstelsels gaven geen eenduidig antwoord op de vraag naar de isotropie van het heelal. In de nieuwe studie hebben wetenschappers zich gericht op het analyseren van röntgengegevens.

In de loop van de analyse ontdekten de auteurs dat de röntgengegevens die werden verkregen bij het observeren van honderden galactische clusters aanzienlijk verschillen, afhankelijk van de observatiemethode.

"Op basis van onze clusterwaarnemingen hebben we verschillen gevonden in de uitdijingssnelheid van het heelal, afhankelijk van hoe we ernaar kijken", zegt een van de auteurs van het onderzoek Gerrit Schellenberger van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in een NASA-persbericht., Massachusetts, VS - Dit is in strijd met een van de basisveronderstellingen die we tegenwoordig in de kosmologie gebruiken."

De methode die door de wetenschappers wordt gebruikt, is gebaseerd op de relatie tussen de temperatuur van het hete gas dat de cluster van sterrenstelsels binnenkomt en de hoeveelheid röntgenstraling die het produceert - de röntgenhelderheid van de cluster. Over het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur van het gas in het cluster, hoe hoger de helderheid van de röntgenstraling. Deze afhankelijkheid is niet te wijten aan kosmologische grootheden, inclusief de uitdijingssnelheid van het heelal.

Nadat de auteurs de röntgenhelderheid van galactische clusters met deze techniek hadden geschat, vergeleken ze hun waarden met de röntgenhelderheid verkregen met een andere methode, die al afhangt van de expansiesnelheid van het heelal. Met de resultaten konden we de uitdijingssnelheden door de lucht berekenen, en het bleek dat het heelal op verschillende manieren in verschillende richtingen uitbreidt ten opzichte van ons.

Onderzoekers hebben twee mogelijke verklaringen voorgesteld. De eerste is dat grote groepen clusters van sterrenstelsels samen kunnen bewegen, maar niet vanwege kosmische expansie, maar onder invloed van de zwaartekracht. Als de beweging snel genoeg is, kan dit leiden tot fouten in de schatting van de helderheid van elk van de clusters.

Een tweede mogelijke verklaring is dat het universum eigenlijk niet hetzelfde is in verschillende richtingen vanwege het feit dat donkere energie niet uniform is - de mysterieuze kracht die de uitdijing van het universum bepaalt.

"Het zou geweldig zijn als we konden ontdekken dat donkere energie verschillende betekenissen heeft in verschillende delen van het universum", zei studieauteur Thomas Reiprich van de Universiteit van Bonn in Duitsland.

Elk van deze twee verklaringen zal belangrijke implicaties hebben voor de astrofysica. Veel kosmologische studies, waaronder röntgenstudies van clusters van sterrenstelsels, gaan ervan uit dat het universum isotroop is en dat de onderling afhankelijke bewegingen op grote afstanden verwaarloosbaar zijn in vergelijking met kosmische expansie. Nu worden al deze resultaten in twijfel getrokken.

Aanbevolen: