science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het universum is overal hetzelfde, zelfs meer dan kosmologen voorspelden

De rand van het waarneembare heelal afgebeeld op een hemelbol. Krediet:Planck-samenwerking

Het maakt niet uit in welke richting je in het universum kijkt, het uitzicht is in principe hetzelfde als je ver genoeg kijkt. Onze lokale buurt is bevolkt met heldere nevels, sterrenhopen en donkere wolken van gas en stof. Er zijn meer sterren in de richting van het centrum van de Melkweg dan in andere richtingen. Maar over miljoenen en miljarden lichtjaren, sterrenstelsels clusteren gelijkmatig in alle richtingen, en alles begint op elkaar te lijken. In de astronomie, we zeggen dat het universum homogeen en isotroop is. In andere woorden, het universum is glad.

Dit betekent niet dat het universum op grote schaal perfect glad is. Zelfs aan de verste rand van het zichtbare heelal, er zijn kleine schommelingen. Observatie van de kosmische microgolfachtergrond (CMB) toont kleine temperatuurschommelingen die worden veroorzaakt door gebieden met hogere en lagere dichtheid die in het vroege heelal bestonden. Dit is precies wat we zouden verwachten. In feite, de schaal van CMB-fluctuaties stelt ons in staat om donkere materie en donkere energie te meten.

De verdeling van sterrenstelsels is ook niet perfect vloeiend. Ze zijn gegroepeerd in superclusters, gescheiden door lege ruimten. De kleine dichtheidsfluctuaties die in de CMB werden waargenomen, legden de basis voor de vorming van clusters van sterrenstelsels. Volgens het LCDM-model van de kosmologie, vroege sterrenstelsels werden naar dichtere gebieden getrokken. Toen het heelal zich over miljarden jaren uitbreidde, de huidige structuur van superclusters en holtes gevormd. Omdat de schaal van CMB-clusters aanleiding gaf tot clusters van sterrenstelsels, metingen van de CMB stellen ons in staat om de grootte van superclusters te voorspellen. Met andere woorden, het niveau van gladheid in het vroege heelal maakt een voorspelling over de gladheid van clusters van sterrenstelsels die we zouden moeten zien.

Grote onderzoeken van de kosmos laten zien dat het homogeen is. Tegoed:2dF Galaxy Redshift-onderzoek

Maar uit een nieuwe studie van sterrenstelsels blijkt dat onze voorspelling niet helemaal overeenkomt met wat we waarnemen. De Kilo-Degree Survey (of KiDS) heeft meer dan 31 miljoen sterrenstelsels binnen 10 miljard lichtjaar in kaart gebracht. Het onderzoek beslaat ongeveer de helft van de leeftijd van het heelal en geeft ons de posities van deze sterrenstelsels en hun statistische 'klonterigheid'. Met behulp van de KiDS-gegevens, een team heeft ontdekt dat sterrenstelsels ongeveer 10% homogener zijn dan voorspeld. Het universum is gladder dan we dachten, en het is niet duidelijk waarom.

Een deel van de KiDS-kaart, met variaties in kosmische dichtheid. Krediet:B.Giblin, K.Kuijken en het KiDS-team

Hoewel het resultaat duidelijk is, het is niet bijzonder sterk volgens strenge wetenschappelijke normen. Er is een kleine kans dat sterrenstelsels toevallig gelijkmatiger zijn verdeeld. Maar dit resultaat zou ook kunnen wijzen op een nieuwe fysica of fout in ons huidige kosmologische model. Er zijn een paar hints zoals deze geweest - genoeg dat astronomen naar alternatieven gaan kijken.

Maar voor nu, de beste optie is om gegevens te blijven verzamelen. Het antwoord is daar, en met zorgvuldige observaties als deze, we zullen het uiteindelijk vinden.