Clusterul de galaxii care sfideaza cosmologia standard

Clusterul de galaxii este un sistem legat gravitational format din sute sau chiar mii de galaxii impreuna cu plasma si masa intunecata.

Clusterele galactice servesc ca o componenta cruciala atunci cand vine vorba de intelegerea structurii si evolutiei universului nostru. Unele dintre clusterele notabile din universul adiacent includ clusterul Virgo, clusterul Hercules si clusterul Coma.

O caracteristica comuna intre toate clusterele de galaxii cunoscute este faptul ca toate sunt guvernate de legile cosmologiei standard denumita si modelul materiei intunecate reci Lambda (ΛCDM – cold dark matter).

Un studiu recent publicat in Astrophysical Journal sugereaza o abatere de la modelul cosmologic standard.

Unul dintre aspectele cheie ale modelului ΛCDM ne spune ca inainte de a se forma clusterele de galaxii, se formeaza in primul rand galaxiile individuale.

Cu alte cuvinte, cand privim inapoi la istoria universului, aparitia clusterelor de galaxii ar trebui sa fie vizibila intr-o etapa mult mai tarzie a cronologiei.

Astfel, cele mai recente lucrari arata ca atunci cand universul avea aproximativ jumatate din varsta sa actuala, doua clustere s-au unit cu o viteza mare. Acest eveniment a avut loc prea devreme avand in vedere analiza teoretica.

Clusterul El Gordo si incertitudinea legata de masa lui

Clusterul de galaxii numit „El Gordo” („The Fat One” in engleza) este urias si are o masa de peste 2000 de trilioane de ori mai mare decat a Soarelui nostru.

Cel mai recent studiu ofera o estimare reinnoita a continutului sau. In cazul de fata, atunci cand lumina de la stele si galaxii indepartate se apropie de clusterul El Gordo, ea este distorsionata din cauza campului gravitational al acestuia.

Acest fenomen este numit lentila slaba, iar cercetatorii au folosit aceasta metoda pentru a explica masa clusterului.

Un studiu anterior a demonstrat o incertitudine semnificativa legata de masa, insa datorita rezultatelor prezente, obtinute folosind telescopul spatial Hubble, care sunt de acord si cu datele JWST, incertitudinea s-a redus la aproximativ 10%.

In imagine apar efectele masei clusterului de galaxii din prim plan asupra formelor galaxiilor de fundal. Panoul din stanga sus arata (proiectate pe planul cerului) formele membrilor clusterului (in galben) si galaxiile de fundal (in alb), ignorand efectele lentilei slabe.

Panoul din dreapta jos arata acelasi scenariu, dar include efectele lentilei, iar cel din mijloc arata o reprezentare 3D a pozitiilor galaxiilor din cluster si sursa, in raport cu observatorul. Galaxiile de fundal apar intinse tangential in jurul clusterului.

Unul dintre instrumentele folosite de echipa de cercetare pentru a ajunge la rezultate a inclus tomografia cu con de lumina conform careia, atunci cand studiem obiecte indepartate din univers, ne uitam in esenta la lumina emisa de acele obiecte intr-un stadiu incredibil de timpuriu al cronologiei cosmice, cand universul era tanar si in curs de dezvoltare.

Metoda permite cercetatorilor sa determine succesiv dezvoltarea diferitelor obiecte cosmice prin analiza evolutiei acestora in diferite momente in timp.

Clusterul in contradictie cu ΛCDM?

Ciocnirea precoce privind clusterul de galaxii El Gordo este in esenta in contradictie cu modelul ΛCDM.

Autorul principal al lucrarii remarca: „In timp ce descoperirile noastre anterioare s-au confruntat cu scepticism din cauza unei estimari actualizate a masei lui El Gordo, discrepantele cu ΛCDM raman semnificative. Sute de simulari afirma ca aceasta coliziune de mare viteza observata a El Gordo este neplauzibila in cadrul modelului ΛCDM.”

Ca si in cazul lui El Gordo, exista cateva alte exemple care arata ca modelul cosmologic standard este plin de inconsecvente si necesita modificare sau poate chiar inlocuire cu un nou model care ar putea face dreptate tuturor fenomenelor cosmologice.

Unul dintre cazuri este cel legat de clusterul Bullet, iar masuratorile arata ca viteza de coliziune a acestuia este destul de mare si, desi a avut loc intr-o epoca ulterioara fata de El Gordo, este inca incompatibila cu predictiile modelului ΛCDM.

Mai mult, cele mai recente rezultate JWST au dezvaluit ca rata de formare a galaxiilor individuale este mult mai rapida decat cea prezisa de modelul ΛCDM.

Modelul cosmologic standard ΛCDM ofera o prezentare rezonabila a unora dintre proprietatile cosmice, cum ar fi structura CMB, abundenta de elemente precum hidrogenul si heliul si formarea structurii la scara larga in intregul univers.

Cu toate acestea, atunci cand examinam constatarile actuale pline de nereguli notabile, se pare ca acordarea increderii totale in modelul ΛCDM ar putea sa nu fie justificata.

Aceasta vedere compozita Hubble/JWST a clusterului de galaxii El Gordo evidentiaza obiectele mai stralucitoare (sus) si arata care obiecte au fost confirmate spectroscopic, in timp ce imaginea de jos evidentiaza obiecte mai slabe si arata care obiecte apar doar ochilor lui JWST si care erau invizibile pentru Hubble.

Nu putem miza pe ΛCDM pentru toate fenomenele cosmologice – noi teorii

Unul dintre lucrurile importante pe care le-au facut ultimele descoperiri este sa puna un semn serios de intrebare asupra validitatii modelului cosmologic standard sau ΛCDM.

Avand in vedere acest scenariu, un lucru este cert: nu putem miza pe ΛCDM pentru toate fenomenele cosmologice.

Avand in vedere numarul masiv de anomalii gasite impotriva modelului standard alaturi de noile descoperiri privind clusterul El Gordo, investigarea teoriilor alternative care descriu natura si evolutia universului devine o necesitate.

In mijlocul acestui haos in cosmologia standard, a aparut teoria catastrofei in vid, care s-a ocupat si de probleme legate de cosmologie, cum ar fi constientizarea faptului ca geneza materiei din univers este conforma cu densitatea variata de masa-energie cosmica.

Mai mult, noile teorii din fizica au dezvaluit multe caracteristici interesante despre formarea si evolutia galaxiilor. Este extrem de important feedback-ul nucleelor galactice active (NGA) in sculptarea evolutiei si dezvoltarii galaxiilor.

Cele mai recente rezultate empirice de la JWST sunt in mare masura in acord cu predictiile noilor teorii si acest lucru ne conduce la o concluzie foarte importanta: un model coerent de cosmologie ar trebui sa ia in considerare predictiile si rezultatele care emana din acestea.

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

Sursa: scitechdaily.com, resonancescience.org, physicsworld.com.

Foto: ESA/Hubble & NASA, RELICS, Wikipedia, J.M. Diego et al. (PEARLS Collaboration).

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.