Το Σύμπαν τρέχει σαν…τρενάκι λούνα παρκ, A window back to 11billion years ago: Most detailed 3D map of the universe unveiled by scientists

Most detailed 3D map of the universe: Scientists have studied the brightest objects in the sky to come up with the most complex image of the cosmos ever made. The red indicates areas where more gas has got through, while blue areas have let less gas through

Διεθνής ομάδα αστρονόμων κατάφερε να «χαρτογραφήσει» την εξέλιξη του Σύμπαντος και να αποκαλύψει τον ρυθμό της ανάπτυξης και ειδικά της διαστολής του. Η κρατούσα θεωρία αναφέρει ότι μετά τη Μεγάλη Έκρηξη το Σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται χωρίς ωστόσο να γνωρίζουμε μέχρι σήμερα με ακρίβεια τα στάδια της ανάπτυξής του στον χώρο.

Η νέα μελέτη πήγε πολύ πίσω το ρολόι του χρόνου και αποκάλυψε τους ρυθμούς αυτής της ανάπτυξης. Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης η διαστολή του Σύμπαντος δεν ήταν γραμμική αλλά όπως αναφέρουν οι ερευνητές έμοιαζε με την κίνηση στα τρενάκια ταχύτητας των λούνα παρκ. Η διαστολή ξεκίνησε με αργό ρυθμό και κάποια στιγμή έκανε την εμφάνιση της η μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια που έδωσε στο Σύμπαν την ώθηση που χρειαζόταν για να αρχίσει να διαστέλλεται με ταχύτητα και οι γαλαξίες να αρχίσουν να απομακρύνονται με επιτάχυνση ο ένας από τον άλλον.

Τα νέφη υδρογόνου

The new map pinpoints the location of gas clouds backlit by 50,000 quasars studied by the Sloan Digital Sky Survey. (Image: Sloan Digital Sky Survey)

Ερευνητές που εργάζονται στο πρόγραμμα BOSS (Φασματοσκοπική Έρευνα Ταλάντωσης Βαρυονίων) μελετούν τα κοσμικά αντικείμενα που είναι γνωστά με τον όρο κβάζαρ. Βασικό εργαλείο του προγράμματος είναι το τηλεσκόπιο Sloan Foundation Telescope στο Νέο Μεξικό.

Το πρόγραμμα BOSS ξεκίνησε το 2009 και η διάρκεια του είναι πενταετής. Σε αυτό συμμετέχουν 63 επιστήμονες από εννέα χώρες οι οποίοι έχουν μελετήσει μέχρι στιγμής περισσότερα από 50 χιλιάδες κβάζαρ. Τελικός στόχος είναι ο αριθμός των κβάζαρ που θα μελετηθούν να αγγίζει τις 160 χιλιάδες.

Η μελέτη των κβάζαρ επέτρεψε στους ερευνητές να χαρτογραφήσουν τα νέφη του υδρογόνου στο Διάστημα. Η τρισδιάστατη κατανομή των νεφών υδρογόνου χρησιμοποιήθηκε ως ένα είδος «ιχνηλάτη» της επιρροής που είχε η σκοτεινή ενέργεια στην εξέλιξη του Σύμπαντος. Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Μοντέλο Κοσμολογίας η σκοτεινή ενέργεια (μαζί με τη σκοτεινή ύλη) αποτελεί το 96% του Σύμπαντος

Τα κβάζαρ

Τα κβάζαρ είναι μακρινά και λαμπρά αντικείμενα του Σύμπαντος, που το  καθένα  εκπέμπει ενέργεια εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από έναν γιγάντιο γαλαξία. Πρωτοανακαλύφθηκαν το 1960, όταν οι αστρονόμοι έψαχναν για πολύ ισχυρές ραδιοπηγές. Γι' αυτόν το λόγο ονομάστηκαν QUAsi-stellAR (ημιαστρικές ραδιοπηγές) ή ημιαστέρες.

Καλλιτεχνική απεικόνιση στην οποία καταγράφεται η εξέλιξη του Σύμπαντος. Ακτίνες φωτός από μακρινά κβάζαρ (οι κουκκίδες αριστερά) απορροφώνται μερικώς καθώς περνούν μέσα από νέφη διαγαλαξιακού υδρογόνου (κέντρο): CREDIT: Zosia Rostomian, LBNL; Nic Ross, BOSS Lyman-alpha team, LBNL; and Springel et al, Virgo Consortium and the Max Planck Institute for Astrophysics

An illustration showing how SDSS-III was able to measure the distant universe. Light rays from distant quasars (dots at left) are partially absorbed as they pass through clouds of intergalactic hydrogen gas (centrE). CREDIT: Zosia Rostomian, LBNL; Nic Ross, BOSS Lyman-alpha team, LBNL; and Springel et al, Virgo Consortium and the Max Planck Institute for Astrophysics

Σήμερα ξέρουμε πως δεν έχουν καμιά ομοιότητα με τους αστέρες αν και στις φωτογραφίες μοιάζουν. Η μελέτη τους είναι σπουδαία λόγω της εικόνας που σχηματίζουμε για τα αρχαιότερα αντικείμενα του Σύμπαντος. Δημιουργήθηκαν στο αρχέγονο Σύμπαν και η ηλικία τους συγκρίνεται με αυτή του ίδιου του Σύμπαντος. Αν και υπήρχαν πολλές θεωρίες για την προέλευσή τους η κυρίαρχη επιστημονική άποψη είναι πως τα κβάζαρ είναι πυρήνες γαλαξιών που περιέχουν στο κέντρο τους μια μεγάλη μαύρη τρύπα.

Η κοσμική «σπρωξιά»

Σύμφωνα με τους ερευνητές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που υπολογίζεται ότι συνέβη πριν από περίπου 13.7 δισ. έτη υπήρξε ταχεία διαστολή του Σύμπαντος όμως τρία δισ. έτη αργότερα ο ρυθμός διαστολής άρχισε να μειώνεται σταδιακά και να υπάρχει επιβράδυνση. Όπως αναφέρει η μελέτη, λίγο αργότερα θα κάνει την καταλυτική εμφάνισή της η σκοτεινή ενέργεια που θα δώσει την απαραίτητη ώθηση στους γαλαξίες ώστε να αρχίσουν να απομακρύνονται με ταχύτητα ο ένας από τον άλλο.

The map could unlock the mysteries of how the universe expanded and may give clues to the nature of dark energy driving its onward march

«Τώρα για πρώτη φορά βλέπουμε την εφηβεία του Σύμπαντος στην εποχή λίγο πριν ξεκινήσει η ραγδαία ανάπτυξή του. Αν σκεφτούμε το Σύμπαν ως τρενάκι του λούνα παρκ τότε αυτή τη στιγμή βρισκόμαστε στη ράγα της καθόδου και τρέχουμε με επιτάχυνση. Η μελέτη που κάναμε δείχνει πότε το Σύμπαν βρισκόταν στη ράγα της ανόδου και ο αργός ρυθμός επέκτασής του οφειλόταν στις βαρυτικές δυνάμεις που επιδρούσαν αρνητικά στην ταχύτητά του» αναφέρει ο Ματ Πιέρι, του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, μέλος της ερευνητικής ομάδας. H μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astronomy & Astrophysics».