Egy új kutatás szerint a Tejútrendszer egy 2 milliárd fényév széles ürességben van

A modern kozmológia egyik legnagyobb rejtélye a Hubble-feszültség, ugyanis a világegyetem tágulási sebessége körüli mérések ellentmondanak egymásnak. Ez pedig a Tejútrendszerrel kapcsolatban is okozhat gondot.

Helyi megfigyelések (pl. szupernóvák, vagy változócsillagok) 10%-kal magasabb értéket mutatnak, mint a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (cosmic background radiation, CMB) alapján számolt elméleti előrejelzések. Ez a különbség olyan alapvető kérdéseket vet fel, hogy akár a ΛCDM-modell (vagyis a Lambda hideg sötét anyag, a szokványos kozmológiai modell) helyességét is kétségbe vonhatja.

A KBC-void egy 2 milliárd fényév méretű rejtély

A The Brighter Side szerint a 2013-ban felfedezett KBC-void egy óriási, anyagban szegény térrész, amelyben a Tejútrendszer is helyet foglal. Ez az üreg – Ryan Keenan, Amy Barger és Lennox Cowie csillagászokról elnevezve – körülbelül 20%-kal kevesebb anyagot tartalmaz a környezeténél. Ha létezik, a helyi tágulási mérések magasabb értékei magyarázhatóak lehetnek azzal, hogy a Tejútrendszert és a többi galaxist körülvevő üreg gravitációs hatásai felgyorsítják körülöttünk a tágulást.

Indranil Banik kutatása szerint ez az üreg akár 11%-os növekedést is eredményezhet a helyi Hubble-állandóban, ami pontosan a megfigyelt eltérést magyarázná. Azonban egy ilyen méretű és sűrűségű űr kialakulása rendkívül valószínűtlen a ΛCDM-modell keretein belül. A szimulációk szerint ehhez 10σ-ás eltérésre lenne szükség az anyagsűrűségben, ami gyakorlatilag lehetetlen.

A KBC-void, amelyben a Tejútrendszer is megtalálható. Pablo Carlos Budassi

Valamit nagyon elszámoltak, vagy egy Tejútrendszer környéki anomáliáról van szó?

A ΛCDM-modell alternatívájaként a νHDM-modelljét (nagyono nehéz sötét anyag) javasolja, amely a MOND (módosított newtoni dinamika) elveit és steril neutrínókat használ. Ez a modell nem csak a KBC-voidot magyarázná, hanem megfelelne a nagy léptékű galaxismozgásoknak is. Ezek a 300 millió fényéteres skálán mért, 400 km/s-os sebességgel mozgó galaxiscsoportok szintén ellentmondanak a ΛCDM-előrejelzéseknek.

Brian Keating, a Kaliforniai Egyetem kutatója szerint a helyi űr hipotézise logikus, de csupán helyi magyarázatot nyújt. Ha azonban a ΛCDM-modell hibás, akkor új fizikára van szükség. Jelenleg egy másik teória, a korai sötét energia lehetőségét vizsgálják, ami a világegyetem gyors tágulását egy „energialöketre” vezetné vissza az univerzum hajnalán.

Mi következik ebből?

Ha a KBC-void vagy az νHDM-modell helyes, az alapvetően megváltoztathatja a világegyetemről alkotott képet. A MOND-elmélet alternatív magyarázatot nyújthat a sötét anyag nélküli galaxisok mozgására. A korai sötét energia hipotézise pedig új ablakot nyitna az univerzum első pillanataiba.

De reprezentatív-e a KBC-void? Ha a helyi üreg egyedi jelenség, a globális Hubble-állandó továbbra is rejtély marad. Összeegyeztethető-e a csillagok kora? A helyi tágulásból számított fiatalabb univerum ellentmondana a legöregebb csillagok korának, ezért Banik következő kutatása a szupernóvákat vizsgálja az üreg határain túl – ha ott a Hubble-állandó „normális”, az erősítené a hipotézist.

„Minden megfigyelés közelebb visz a válaszokhoz”

Ahogy Banik hangsúlyozza, a Hubble-feszültség nem csupán számok közötti ellentmondás, hanem egy alapvető tudományos kihívás. Akár a ΛCDM-modell frissítését, akár teljesen új elméletek elfogadását igényli, a felfedezések átformálhatják, amit az univerzumról tudunk. A KBC-void esete rámutat, hogy a kozmológia nem csak a távoli galaxisokról szól, sőt, a Tejútrendszer is rengeteg újdonságot tartogathat még.

Érdemes elolvasni:

• A Csillagok háborúja filmekben lehet a megoldás a gyors űrutazásra
• A pap, aki 130 évvel Einstein előtt megjósolta a fekete lyukak létezését
• A tudósok szerint a Hold sötét zugaiban ott lapul az élet – de mi vittük oda?