Главни налаз био је запањујући: ниво анизотропије је знатно већи него што су предвиђале претходне симулације које садрже искључиво тамну материју. Откривено је да се галаксије групишу на начин који указује да правац посматрања ипак игра улогу, што је у директној супротности са оним што се очекивало од изотропног модела.
Да ли је свемир заиста исти у свим смеровима? Савремена наука почива на фундаменталној претпоставци: свемир је у основи једнобразан. Верује се да, без обзира на то где се налазите или куда усмерите свој телескоп, космос на највећим скалама изгледа исто. Замисао хомогености и равномерности деценијама је темељ на којем се градило разумевање свега што постоји. Да бисте то лакше замислили, послужите се метафором замућене фотографије. Ако бисте фотографисали цео свемир, а затим фотографију толико замутили да се не виде појединачне звезде и галаксије, и посматрали је из велике даљине, не бисте приметили никакву посебну структуру, нити смер који се издваја. Све би изгледало као једнолична сива површина. Међутим, наука је поље у којем се и најчвршћи темељи стално преиспитују. Нова истраживања упућују да се појавила прва озбиљна пукотина у основама Стандардног модела – космос би могао бити знатно чуднији и непредвидљивији него што се мисли.
Шта је изотропност и зашто је важна? У космологији се овај концепт назива изотропност. Kада научници кажу да је свемир изотропан, тврде да он на највећим размерама изгледа идентично у свим смеровима. Супротност је анизотропија – у којој свемир показује различите карактеристике у зависности од тога куда гледамо. Претпоставка изотропности није само теоријска погодност; она има дубоке научне и филозофске корене:
Научни значај: Изотропност је неопходна да би физичари могли да поставе и реше комплексне једначине које описују понашање и еволуцију свемира на великим скалама. Без ње математика космоса постаје кудикамо тежа за одгонетање.
Филозофски значај: Она је тесно повезана са оним што се назива Kоперникански принцип. Још од времена Николе Kоперника наука учи да Земља није на посебном, привилегованом месту у центру свега. У изотропном свемиру, сваки посматрач, где год се налазио, види „отприлике исто”.
Нову сумњу у ову дугогодишњу претпоставку унео је научни рад Марка Галопа, докторанда са Универзитета у Kантерберију на Новом Зеланду, који се бави нехомогеном космологијом. У својем истраживању користио је податке са инструмента DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). То је изузетно прецизна спектроскопска справа која даје невероватну тродимензионалну (3D) мапу свемира. Он омогућује да се мери црвени помак (redshift) светлости, на основу чега се прецизно одређује удаљеност галаксија и гледа далеко у прошлост. Галоп и сарадници су анализирали дискове – кружне попречне пресеке унутар конуса информација које је прикупио DESI. Поступак је подразумевао мерење вероватноће да се, у односу на једну галаксију, друга пронађе под одређеним углом унутар тог тродимензионалног конуса.
Главни налаз био је запањујући: ниво анизотропије је знатно већи него што су предвиђале претходне симулације које садрже искључиво тамну материју. Откривено је да се галаксије групишу на начин који указује да правац посматрања ипак игра улогу, што је у директној супротности са оним што се очекивало од изотропног модела.
Да ли смо ми у средишту свега? Kада се у јавности појави вест да свемир изгледа другачије у различитим смеровима, природно искрсне питање: да ли то значи да он има центар и да смо ми можда у њему? Марк Галоп наглашава да то није случај. Чак и ако је анизотропан, не значи да постоји једна фиксна тачка или преовлађујућа оса око које се све окреће. Према његовим речима, свемир може бити анизотропан, а да и даље не крши Kоперникански принцип. Могуће је да различити посматрачи на ма којим местима виде потпуно другачије слике космоса, али то не чини ниједног посебним, ни центром свега. Нико није у центру, нити види исту слику.
Иако је ово још под великим знаком питања (велико ако), потврда анизотропије би изазвала револуцију. Шта би то могло значити за науку:
Бржи раст структура: Анизотропија би значила да су се галаксије и кластери развијали и расли брже него што предвиђа Стандардни модел космологије. То би захтевало потпуно нове механизме за објашњење ране еволуције свемира.
Променљива тамна енергија: Ово откриће се надовезује на раније DESI податке који сугеришу да тамна енергија можда није космолошка константа, већ да њена снага варира током времена.
Модификација закона физике: Можда ћемо бити приморани да мењамо разумевање тамне материје или чак да уводимо модификације у Ајнштајнову Општу теорију релативности да би се објасниле поменуте неправилности.
Шта је следеће? Налази су узбудљиви, али и противречни. Други научни радови су већ издвојили поједине недоследности у Галоповој студији, а он сам управо решава та питања. Да би се потврдило да је анизотропија стварна, потребно је проћи кроз ригорозне стрес тестове:
- Напреднији модели:
Неопходан је прелазак са модела тамне материје на моделе који укључују галаксије да се види да ли оне заиста прате предвиђену дистрибуцију.
- DESI DR2: Резултати морају бити потврђени кроз обимнију збирку података (Data Release 2) инструмента DESI.
- Мисија Еuclid: Подаци ће се упоређивати са резултатима нове европске свемирске мисије Еуцлид, која такође мапира структуру космоса.
Наука напредује кроз неслагања и преиспитивања. Kако Марк Галоп истиче, стална расправа и провера претпоставки јесу једини начин да се дође до истине. Чак и ако се испостави да је анизотропија само статистичка аномалија, њено будуће проучавање помера границе човековог знања о универзуму.
(Илустрација Pixabay)
(Астрономски магазин)
