Tajemniczy dryf kosmiczny

Za kosmicznym horyzontem
Co ciągnie niektóre galaktyki w jedną stronę? Astronomowie szukają wyjaśnienia tajemniczego zjawiska, którego przyczyna być może leży poza Wszechświatem dostępnym naszym obserwacjom.
Para galaktyk UGC 8335 w pordóży przez Wszechświat.
NASA

Para galaktyk UGC 8335 w pordóży przez Wszechświat.

Kosmos podlega nieustającemu ruchowi. Ów ruch, zwany przez naukowców ekspansją Wszechświata, odkrył w latach 20. XX w. Edwin Hubble. Obserwując galaktyki zauważył, że im dalej są położone, tym szybciej się od nas oddalają. Fakt ten można wytłumaczyć dwojako: Ziemia jest w centrum Wszechświata i wszystko oddala się od niej z coraz większym przyspieszeniem – niczym w wyniku eksplozji. Albo, co bardziej prawdopodobne, po prostu cała przestrzeń się rozszerza jak rosnące ciasto lub puchnący balonik. Nieustannie w każdym swoim miejscu Wszechświat ulega ekspansji i dzieje się tak od samego początku, zwanego Wielkim Wybuchem.

Lata 80. ubiegłego wieku niespodziewanie przyniosły odkrycie jeszcze jednego rodzaju ruchu: to właśnie wtedy badania wykazały, że galaktyki położone w promieniu do ok. 150 mln lat świetlnych od Ziemi – czyli w przestrzeni, którą astronomowie pieszczotliwie nazywają naszym kosmicznym sąsiedztwem – w sposób niemalże jednolity poruszają się w tym samym kierunku. Początkowo o miejscu, w stronę którego się przemieszczają, wiedziano niezbyt wiele – jest ono bowiem przesłonięte przez naszą Galaktykę. Nie znając więc źródła ruchu galaktyk, astronomowie wystąpili z hipotezą, że muszą być one przyciągane przez jakieś masywne centrum grawitacji, którym najpewniej jest koncentracja gromad galaktycznych. Centrum to wkrótce nazwano Wielkim Atraktorem i oszacowano jego masę na 5×1016 mas Słońca (czyli ponad 100 tys. razy większą niż przeciętnej galaktyki). Z czasem część Wielkiego Atraktora udało się astronomom zbadać.

Z obecnych danych wynika, że masa Wielkiego Atraktora została początkowo 10-krotnie przeszacowana. Kolejne badania przyniosły inne, całkiem nieoczekiwane rezultaty – galaktyki znajdujące się za Wielkim Atraktorem wcale nie zachowują się tak jak te między Wielkim Atraktorem a nami, to znaczy wcale nie podążają w jego stronę. Odkrycie to zasugerowało naukowcom, że ruch ku Wielkiemu Atraktorowi jest tylko częścią większego ruchu.

Za następnego podejrzanego o jego powodowanie uznano Koncentrację Shapleya. Nadawała się ona do wyjaśnienia tego dużo lepiej niż sam Wielki Atraktor, jako że jest 10-krotnie od niego masywniejsza. Od początku jednak niektórzy mieli z tą hipotezą pewne problemy – Koncentracja Shapleya jest od nas czterokrotnie bardziej odległa (ok. 650 mln lat świetlnych), a jak wiadomo – przyciąganie grawitacyjne maleje wraz z odległością.

1,5 mln. km/godz.

Nic zatem dziwnego, że przez paręnaście lat astronomowie spierali się, czy ów ruch galaktyk powodowany jest przez połączony efekt Wielkiego Atraktora i Koncentracji Shapleya, czy też może przez inne nieznane przyczyny. Dopiero w 2009 r. grono astronomów z USA i Kanady – Richard Watkins, Hume Feldman i Michael Hudson – po przeanalizowaniu wszystkich dotychczasowych danych wykazało, że ruch galaktyk odbywa się z prędkością ok. 1,5 mln km/godz. w kierunku, który, choć zbliżony, nie odpowiada położeniu Koncentracji Shapleya.

Żeby sprawę uczynić jeszcze bardziej zagadkową, mniej więcej w tym samym czasie inna grupa, kierowana przez Aleksandra Kashlinsky’ego z NASA, doniosła o jeszcze bardziej sensacyjnym odkryciu. Analizując ruch już nie galaktyk, lecz całych galaktycznych gromad, naukowcy zauważyli, że poruszają się one w kierunku bardzo zbliżonym do otrzymanego przez grupę Watkinsa. Według nich, ruch gromad galaktycznych na przestrzeni do co najmniej 1,5 mld lat świetlnych odbywa się z prędkością ok. 2–3 mln km/godz. Dodatkowo, nie stwierdzili, aby ruch ten wykazywał tendencję do zaniku, co sugeruje, że może odbywać się także dalej, w rejonach przez Kashlinsky’ego nieobserwowanych.

Jest to odkrycie zupełnie zaskakujące, ponieważ w ramach obecnie przyjętych poglądów na naturę Wszechświata taki wielkoskalowy ruch nie ma prawa istnieć! Tak więc, o ile ruch potwierdzony przez grupę Watkinsa jeszcze mieści się w ramach standardowego, ogólnie przyjętego modelu kosmologicznego, o tyle już poruszające się gromady galaktyczne w odległości 1,5 mld lat świetlnych są zupełnie nie do pomyślenia. Po prostu ten ruch w ogóle nie powinien mieć miejsca, gdyż istniejące struktury w naszym Wszechświecie nie mogą czegoś podobnego swoim przyciąganiem grawitacyjnym wygenerować. Co więcej, najnowsze badania ogłoszone w „The Astrophysical Journal Letters” sugerują, że mamy dowody, iż ruch ten sięga swoim zakresem niemalże dwukrotnie dalej niż początkowo sądzono. – Nawet w odległości 2,5 mld lat świetlnych – mówi Kashlinsky, który uważa, że najprawdopodobniej odbywa się on wszędzie w widocznym dla nas Wszechświecie.

Przedinfalcyjna niejednorodność

Co zatem mogłoby powodować owo „płynięcie” galaktyk, które naukowcy nazwali Ciemnym Przepływem? Jedną z teorii jest istnienie przedinflacyjnych zaburzeń w rozkładzie materii. Inflacja kosmologiczna to teoria, według której we wczesnym Wszechświecie ekspansja przestrzeni postępowała w olbrzymim tempie i w jej wyniku wszelakie niejednorodności wczesnego okresu zostały wypchnięte poza obszar dostępny naszym obserwacjom. Inflacja tłumaczy więc, czemu Wszechświat, jakim go obserwujemy, jest wszędzie bardzo podobny, niezależnie od kierunku patrzenia. Jednak kosmologiczna teoria inflacji nie wyklucza bynajmniej, że gdzieś za kosmicznym horyzontem Wszechświat może mieć inne właściwości. Może wyglądać zupełnie inaczej: być pozbawiony gwiazd czy złożonych pierwiastków chemicznych. Materia za horyzontem mogła np. uformować jedną wielką koncentrację materii lub nawet gigantyczną czarną dziurę, która swoją grawitacją ściąga w swoją stronę nie tylko galaktyki, ale i całe ich gromady.

Istnienie takiej przedinflacyjnej niejednorodności to tylko jedna z naukowych spekulacji i – tak jak większości hipotez na ten temat – na razie wykluczyć jej nie można. Po prostu, podobnie jak kiedyś granicą poznania dla człowieka było widoczne z Ziemi niebo, tak teraz jest nią dostępny naszym obserwacjom kosmos i to, co jest poza naszym kosmicznym horyzontem, pozostaje wielką niewiadomą. A jeśli nie uda się powiązać zjawiska Ciemnego Przepływu z obecnie istniejącymi strukturami we Wszechświecie, wówczas wzrośnie szansa, że fantazje rodem ze Star Treka o dziwnych strukturach zasiedlających jego kresy mają więcej z rzeczywistością wspólnego, niż mogłoby się na pierwszy rzut oka wydawać.

 

 

Czytaj także

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną