Yeni keşifler standart kozmolojik modellere meydan okuyor
Bilim adamları, evrenin nasıl oluştuğunu ve bugünün yapısına nasıl evrildiğini çok iyi anlıyorlar. Einstein'ın Genel görelilik Her ölçekte uygulanabilir, ardından kozmik mikrodalga arka plan radyasyonundan ayrı ayrı galaksilerin dinamiklerine kadar gözlemsel verilerin tümü bir Karanlık enerji (Einstein'ın alan denklemindeki kozmolojik sabit ) ve Soğuk karanlık madde (CDM) Hakimiyet evreni. Bu bilgiyi birleştiren standart kozmolojik modeldir: CDM .
Erboğa A galaksisinin (Samanyolu çevresindeki en yakın aktif galaksi) kapsamlı bir görünümü. Bu galaksinin etrafında, soğuk karanlık maddenin beklenen simülasyonundan farklı olarak, 14 uydu galaksi bir düzlemde birlikte dönüyor gibi görünen on altı uydu galaksi gözlemlendi. | Görüntü kaynağı: ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX; NASA / CXC / CfA /
Model hem tahmin hem de gözlemde büyük başarı elde etmesine rağmen, bilim adamları CDM'nin ötesinde bir model bulmaya çalışıyorlar çünkü kozmolojik sabit problem ve genel göreliliğin büyük ölçekte geçerliliği gibi bazı bariz teorik problemlerle karşı karşıya. Ve küçük ölçeklerde SPK anomalileri vb. Elbette karanlık madde ve karanlık enerji nedir bugün fizikteki en büyük problemdir. Ek olarak, bilim adamları zaman zaman bu değerli modeli yok edebilecek olayları gözlemlerler.
2 Şubat'ta "Science" dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, yakınlardaki eliptik galaksilerde Centaur A "Cüce uydu galaksiler" (daha küçük galaksiler) ile çevrili, ev sahibi galaksinin etrafındaki bir düzlemde eşzamanlı olarak dönerler. Bu bulgu beklenen sonuçlarla eşleşmiyor.
Erboğa A galaksisinin etrafındaki yörüngede bulunan cüce galaksiler, CDM teorisine meydan okuyan galaksi düzleminde net bir hareket yönü göstermektedir. | Resim kaynağı: Muller ve diğerleri, Science 359, 6375 (2018)
Standart kozmolojik modellerin tahminlerine göre, galaksiler hiyerarşik bir yapı oluşturacaklar, bu da daha küçük galaksileri çekecekleri ve bazılarını ayıracakları ve böylece yavaş yavaş büyüyecekleri anlamına geliyor. Bu küçük galaksiler yerçekimi tarafından çekildiklerinde farklı yönlerden gelebilirler. Bu nedenle bekliyoruz Bu galaksiler çeşitli rastgele konum ve yönlerde hareket ediyor .
Bazen bazı zorluklar olsa da, Hiyerarşik model Hala çok güçlü. Modern kozmolojinin en temel yönlerinden birini destekler: İzotropik . Bu, evrenin tek biçimliliğine dayanan bir varsayımdır ve evrenin herhangi bir yönden gözlemlenmesini aynı şekilde tanımlar. Küçük ölçekte uydu galaksiler için de aynı tek tip performans beklentilerine sahibiz. Yeni araştırmanın hiyerarşik modele getirdiği zorluk, aynı zamanda izotropinin zorluğudur - belirli yerlerdeki bazı galaksiler eşzamanlı davranışa sahiptir ve bazı galaksiler mantıksız görünen rastgele davranışlar sergiler.
Daha da önemlisi, geçmiş uyduların yok edilmesinin neden olduğu enkazdaki hiyerarşik modellere dair birçok kanıt gördük.Ayrıca, küçük galaksilerin ve hala var olan bazı küçük galaksilerin kademeli olarak biriktiğini gördük.
[Tekillik Değerlendirmesi]
Aslında, tek bir düzlemde hareket eden diğer uydu galaksiler daha önce keşfedilmişti. Bunlar, evrenimizin "arka bahçesinde" meydana gelen iki vaka, biri Samanyolu Çevresinde, diğeri Andromeda Gökadası etrafında. Toplamda mevcut üç keşif çok sayıda olmasa da, bu fenomeni henüz daha fazla araştırmadık. Bununla birlikte, Samanyolu'na benzer galaksilerin yarısının düzenli yörüngelerde uydu galaksilere sahip olabileceğine dair kanıtlar var.
Büyük bir galaksinin etrafında dönen bir cüce galaksinin yörüngesinin şematik diyagramı. | Resim kaynağı: Geraint Lewis ve Hubble Uzay Teleskobu Görüntü Arşivi
Şimdiye kadar, kozmologlar bu uçakları nadir olaylar olarak görmezden geldiler, çünkü garip olayların ortaya çıkması, daha geniş evrendeki evrenselliği temsil etmiyor. Bilim adamları, galaksi oluşumunun bilgisayar simülasyonları ve uydu galaksilerin olası tüm yönlerinin taranması yoluyla, evrende bulabileceğimiz bu "anormal" galaksilerin sayısını tahmin ettiler. Sonuçlar, bu düz dağılımın, yaklaşık% 10'luk bir olasılıkla son derece nadir olmaması gerektiğini göstermektedir.
Bununla birlikte, aynı yönde dönen çok sayıda uydu galaksinin (Erboğa A çevresindeki uydu galaksiler gibi) görülme şansı% 0,5'ten azdır. Bu, bunun imkansız olmadığı anlamına gelir, ancak bu tür çok fazla örnek bulursak, standart kozmolojik modeli yeniden düşünmemiz gerekecek. Biliyorsunuz, çok büyük olmayan bir gözlem örneğinde, bu tür üç örnek bulundu.
Ama yine de düşünmemiz gerekiyor " Başka yere bak etkisi "(Başka yere bak etkisi). Bu, istatistikçiler tarafından iyi bilinen bir etkidir, küçük bir örneği gözlemlerken düzeltmek için kullanılır, nadir bir olay meydana geldiğinde, çeşitli garip sonuçlar çıkarırız. Eğilim: Başka bir yere bakılarak, yani gözlemlerin sayısını artırarak ve gerçekleşmeyen tüm olayları sayarak, olayın istatistiksel önemi büyük ölçüde azaltılabilir.
[Diğer açıklamalar]
Peki ya bu galaksilerin sadece bir istisna olduğunu, bir kural olmadığını kanıtlayacak kadar örnek bulamazsak? Mevcut kozmolojik modeller bu bulguları tam olarak açıklayabilir mi? Belki, ama alışılmadık gözlemler alışılmadık açıklamalar gerektirir. Bu cüce galaksilerin birer birer görünmemeleri, ancak toplu olarak tek bir olayda yaratılmış olmaları ve dolayısıyla tekdüze hareket verilmiş olmaları mümkündür. İki galaksinin büyük ölçekli birleşmesi bu etkiyi yaratabilir. Centaur A'nın çok aktif bir geçmişe sahip olduğuna dair işaretler olduğu için bu ifade mümkündür.
Andromeda Galaksisi çevresinde bulunan cüce galaksilerin yörüngelerinde düzenli ve tutarlı bir "dans". | Resim kaynağı: R. Ibata ve Nature
Bu fikir, Andromeda uydu galaksisinin düzlemini açıklamak için önerildi, ancak bu ifade tüm durumları açıklamıyor gibi görünüyor. Sorun, tek bir gelgit olayında doğan cüce galaksilerin benzer bir yıldız oluşumu geçmişini paylaşması gerektiğidir. Ancak, bu cüce galaksilerin çoğu böyle değildir.
Galaksinin çevresi açıkça bir rol oynar. Galaksilerin daha büyük ölçekli dağılımı, uydu galaksilerin hareketi üzerinde de ince bir etkiye sahip olacaktır. Örneğin, uzayda "birincil boşluk" adı verilen geniş bir boş alanın, Centauri A yakınlarındaki galaksilere "kılavuzluk ettiği" ve onları tercih edilen bir yöne götürdüğü kabul edilir. Bu yorum, standart kozmolojik model ile uyumludur. Ancak kozmolojik simülasyonlar, bunun gerçekte görülenle tam olarak nasıl tutarlı olacağını henüz gösteremiyor.
Tüm problemin daha şiddetli bir yeniden değerlendirilmesi, örneğin değiştirilmiş Newton'un yerçekimi teorisini kullanarak yerçekimi teorisini değiştirmektir. Bu teori sayesinde bilgisayar, Samanyolu ve Andromeda Galaksisine benzer uydu galaksilerin düzlemini simüle edebilir. Bununla birlikte, bu teori birçok yönden başarılı olsa da, standart modelle aynı tutarlılık kontrolünü geçmekten hala uzaktır.
Bu nedenle, en azından kısa bir süre için, değer verdiğimiz kozmolojik model hayatta kalmaya devam edebilir.
Yazan: Andreea Font (Kıdemli Öğretim Görevlisi, Astrofizik Enstitüsü, Liverpool John Moores Üniversitesi)
Derleme: İkinci Hükümdar
Orijinal başlık "Galaksilerin Dansı, kozmoloji üzerine mevcut düşünceye meydan okuyor" ve ilk olarak 5 Şubat 2018'de The Conversation'da yayınlandı. Orijinal bağlantı: https://theconversation.com/dance-of-galaxies-challenges-current-thinking-on-cosmology-91097. Bu makale, yazarın yetkisi ile derlenmiştir. Çince içerik sadece referans içindir ve tüm içerik orijinal İngilizce versiyona tabidir.
Referanslar:
