Sistemul nostru solar, la scară. Clic pe imagine pentru o rezoluţie mai bună.
O nouă analiză realizată de o echipă de fizicieni de la Universitatea Bielefeld susține că sistemul nostru solar s-ar deplasa prin univers mult mai rapid decât se credea până acum. Conform cercetării conduse de Lukas Böhme, viteza reală ar fi de aproximativ 828.000 km/h, de peste trei ori mai mare decât valoarea prevăzută de modelele actuale. Măsurarea se face prin raportare la radiația cosmică de fond — considerată cadrul de referință privilegiat al universului. Dacă această interpretare este corectă, una dintre bazele cosmologiei moderne ar putea necesita o reevaluare.
Un „vânt din față” cosmologic
Mișcarea sistemului solar în raport cu universul larg este dificil de măsurat direct, deoarece vitezele cosmice nu pot fi detectate la fel cu mișcările planetelor sau ale stelelor din galaxia noastră.
Echipa lui Böhme a folosit însă un efect subtil: distribuția radio-galaxiilor observate pe cer devine ușor asimetrică în direcția deplasării noastre, un fenomen numit „dipol”. Cu cât ne mișcăm mai repede, cu atât apar mai multe galaxii în direcția „în față”.
Pentru această analiză, cercetătorii au utilizat date de înaltă acuratețe de la LOFAR, o rețea europeană de radiotelescoape capabilă să capteze semnale slabe de la obiecte aflate la milioane sau miliarde de ani-lumină distanță. Observațiile LOFAR au fost completate cu date de la alte două instrumente majore, ceea ce a permis o măsurătoare extrem de precisă a dipolului radio.
Rezultatul: intensitatea dipolului este de 3,7 ori mai mare decât cea prezisă de modelul standard al cosmologiei (vezi aici în ce constă această teorie, pe larg). Nivelul de semnificație statistică depășește 5 sigma, ceea ce, în limbajul fizicii, sugerează o descoperire robustă — dacă nu cumva există o eroare sistematică încă nedetectată.
Notă:
Cum te raportezi la radiația cosmică de fond și cum calculezi viteza sistemului solar în raport cu aceasta?
Radiația cosmică de fond (CMB) acționează ca un fel de „fundal static” al universului. Dacă universul ar fi complet izotrop, această radiație ar fi identică din toate direcțiile. În practică, observăm un dipol termic: într-o direcție CMB apare ușor mai „caldă”, iar în direcția opusă ușor mai „rece”. Această diferență provine din efectul Doppler, deoarece sistemul solar se deplasează prin raport cu acest fundal.
Viteza se calculează astfel: se măsoară amplitudinea dipolului de temperatură al CMB și se aplică formula efectului Doppler pentru radiație. Valoarea clasică — aproximativ 370 km/s — provine din această metodă. Cercetarea lui Böhme nu folosește CMB direct, ci distribuția radio-galaxiilor, însă ideea este aceeași: o asimetrie observabilă devine indicatorul unei mișcări.
O abatere de la modelul standard?
În cosmologia modernă, distribuția materiei la scară mare este prezumată a fi uniformă. Această idee formează „principiul cosmologic”, fundamentul întregului model standard al universului.
Dacă însă măsurătorile arată că noi ne mișcăm mult mai rapid prin raport cu universul decât ar trebui, fie universul nu este la fel de omogen cum presupunem, fie măsurătorile asupra obiectelor îndepărtate (radio-galaxii, quasari) ascund anomalii nedetectate până acum.
Dominik J. Schwarz, coautor al studiului, afirmă că această viteză neobișnuit de mare ar putea sugera existența unor structuri cosmice vaste care influențează mișcarea sistemului solar sau că distribuția surselor radio nu este atât de uniformă pe cât s-a crezut.
Rezultatele se aliniază cu lucrări anterioare care au analizat distribuția quasarilor și au găsit aceeași tendință. Repetabilitatea acestui tip de rezultat ridică miza: nu mai putem vorbi ușor de o simplă eroare experimentală.
Notă:
Dar de ce intră descoperirea în conflict cu modelul standard al cosmologiei și ce spune acesta, foarte pe scurt?
Modelul standard al cosmologiei (ΛCDM) afirmă trei lucruri de bază:
1. universul este omogen și izotrop la scară mare;
2. expansiunea universului este guvernată de constantă cosmologică (Λ) și materie întunecată rece (CDM);
3. radiația cosmică de fond oferă cadrul de referință natural și arată o distribuție extrem de uniformă.
Dacă dipolul observat în radio-galaxii este mult mai intens decât cel al CMB, atunci există o incongruență fundamentală: fie universul nu este uniform, fie radiația cosmică de fond nu reflectă pe deplin structura reală a universului, fie există fenomene cosmice necunoscute care influențează distribuția materiei. Oricare dintre aceste scenarii atacă direct fundamentul ΛCDM, care se bazează pe uniformitate și lipsa direcțiilor privilegiate.
Ce urmează?
Pe măsură ce instrumentele astronomice devin tot mai sensibile — inclusiv noile seturi de date LOFAR și viitorul Square Kilometer Array — pot apărea clarificări decisive. Fie această viteză anormal de mare este reală și indică o fisură în modelul cosmologic actual, fie există o problemă sistematică în modul în care interpretăm distribuțiile radio-galaxiilor.
Indiferent de rezultat, aceste observații marchează o etapă importantă: ne reamintesc că universul încă ascunde fenomene pe care nu le înțelegem și că modelele noastre, oricât de elegante, trebuie să rămână mereu supuse verificării.
> Citiți și: Cu ne viteză ne deplasăm în univers?
Cercetarea a fost publicată în Physical Review Letters.
Sursa: ZmeScience
