O combinație puternică de date din două studii astronomice foarte diferite a permis cercetătorilor să realizeze o scanare cosmică a evoluției Universului.
Aceste instantanee arată că, pe măsură ce forțe precum gravitația au remodelat Universul, acesta a devenit la rândul său mai puțin aglomerat. Cu alte cuvinte, Universul a devenit mai complicat decât era de așteptat.
Pentru a ajunge la aceste concluzii, echipa care a realizat aceste descoperiri a utilizat cea de-a șasea și ultima versiune a datelor furnizate de Telescopul Cosmologic Atacama (ACT) în combinație cu datele din anul 1 furnizate de Instrumentul Spectroscopic pentru Energie Întunecată (DESI).
Universul, mai complicat decât era de așteptat
Această combinație puternică de date a permis cercetătorilor , ca și cum ar stivui fotografii cosmice vechi peste imagini recente ale Universului, creând o perspectivă multidimensională a cosmosului.
„Acest proces este ca o scanare CT cosmică, în care ne putem uita prin diferite felii ale istoriei cosmice și putem urmări modul în care materia s-a grupat în diferite epoci”, a declarat într-un comunicat Mathew Madhavacheril, co-lider al echipei de la Universitatea din Pennsylvania.
„Ne oferă o privire directă asupra modului în care influența gravitațională a materiei s-a schimbat de-a lungul miliardelor de ani”. Pentru ca echipa să construiască această așa-numită scanare CT a Universului, a trebuit să apeleze la lumina care există de aproape tot atâta timp cât cosmosul însuși.
Structurile cosmice nu au evoluat cum ar sugera modelele
Cu o lumină atât de veche, este posibil să se urmărească pe măsură ce gravitația l-a remodelat de-a lungul a aproximativ 13,8 miliarde de ani.
„ACT, care acoperă aproximativ 23% din cer, pictează o imagine a copilăriei Universului prin utilizarea unei lumini îndepărtate și slabe care a călătorit de la Big Bang”, a declarat în declarație co-liderul echipei, Joshua Kim, cercetător absolvent în cadrul Madhavacheril Group. „Formal, această lumină se numește Cosmic Microwave Background (CMB), dar noi o numim uneori imaginea Universului-bebeluș, deoarece este un instantaneu al vârstei sale de aproximativ 380.000 de ani”.
Astăzi, acea primă lumină este văzută ca CMB, cunoscută și ca „suprafața ultimei împrăștieri”. Deși este adesea descris ca o „fosilă cosmică”, CMB nu a rămas complet neschimbat timp de miliarde de ani. Expansiunea Universului a făcut ca fotonii săi să treacă la lungimi de undă mai mari și să piardă energie. Temperatura sa este acum uniformă minus 270 grade Celsius, scrie LiveScience.
Deoarece masa deformează țesătura spațiu-timpului, dând naștere gravitației, lumina din CMB s-a deformat în timp ce călătorea pe lângă structuri mari, dense și grele, cum ar fi roiurile de galaxii.
Acest proces este cunoscut sub numele de „lentilă gravitațională”. Albert Einstein l-a sugerat pentru prima dată ca parte a teoriei sale a gravitației, relativitatea generală.
Materia s-a dispersat de-a lungul timpului cosmic
Observând modul în care CMB s-a deformat și s-a distorsionat de-a lungul timpului, oamenii de știință pot afla multe despre evoluția materiei de-a lungul a miliarde de ani.
În timp ce datele ACT captează un instantaneu al CMB în imaginile sale cosmice de bebeluș, DESI oferă oamenilor de știință o înregistrare mai recentă .
DESI face acest lucru prin cartografierea structurii tridimensionale a Universului, realizată prin cartografierea distribuției a milioane de galaxii, în special a galaxiilor roșii luminoase (LRG). Folosind aceste galaxii ca „repere cosmice”, oamenii de știință pot reconstitui modul în care materia s-a dispersat de-a lungul timpului cosmic.
Punerea cap la cap a hărților de lentilă ACT CMB și a datelor DESI LRG este ca și cum ai răsfoi un album foto care arată dezvoltarea unui copil până la adult, dar pentru cosmos. Răsfoind acest album foto cosmic, echipa a observat o mică discrepanță. „Îngrămădirea” materiei calculată de echipă în epocile ulterioare ale cosmosului nu corespunde predicțiilor teoretice.
Deși discrepanța nu este suficient de mare pentru a sugera că este în joc o fizică complet nouă, aceasta sugerează că structurile cosmice nu au evoluat chiar așa cum ar sugera modelele Universurilor timpurii. Rezultatele sugerează că, de fapt, creșterea structurală a Universului ar fi încetinit în moduri pe care modelele actuale nu le explică pe deplin.