Wetenschappers die de kosmos bestuderen, hebben een favoriete filosofie die bekend staat als het 'middelmatigheidsprincipe', wat in wezen suggereert dat er echt niets bijzonders is aan de aarde, de zon of het melkwegstelsel in vergelijking met de rest van het universum.

Nu voegt nieuw onderzoek van CU Boulder nog een ander bewijs toe aan het argument van middelmatigheid:sterrenstelsels zijn gemiddeld in rust ten opzichte van het vroege heelal. Jeremy Darling, hoogleraar astrofysica aan de CU Boulder, publiceerde onlangs deze nieuwe kosmologische bevinding in The Astrophysical Journal Letters .

"Wat dit onderzoek ons ​​vertelt, is dat we een grappige beweging hebben, maar die grappige beweging komt overeen met alles wat we weten over het universum - er is hier niets bijzonders aan de hand", zei Darling. "We zijn niet speciaal als sterrenstelsel of als waarnemers."

Ongeveer 35 jaar geleden ontdekten onderzoekers de kosmische microgolfachtergrond, de elektromagnetische straling die overblijft na de vorming van het universum tijdens de oerknal. De kosmische microgolfachtergrond lijkt warmer in de richting van onze beweging en koeler weg van de richting van onze beweging.

Uit deze gloed van het vroege heelal kunnen wetenschappers afleiden dat de zon - en de aarde die eromheen draait - met een bepaalde snelheid in een bepaalde richting beweegt. Onderzoekers ontdekken dat onze afgeleide snelheid een fractie van een procent van de lichtsnelheid is - klein, maar niet nul.

Wetenschappers kunnen deze gevolgtrekking onafhankelijk testen door de sterrenstelsels die vanaf de aarde zichtbaar zijn te tellen of hun helderheid bij elkaar op te tellen. Ze kunnen dit grotendeels dankzij de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1905, die verklaart hoe snelheid tijd en ruimte beïnvloedt. In deze toepassing zou een persoon op aarde die in één richting naar het universum kijkt - dezelfde richting waarin de zon en de aarde bewegen - sterrenstelsels moeten zien die helderder, blauwer en meer geconcentreerd zijn. Evenzo zou de persoon, door de andere kant op te kijken, sterrenstelsels moeten zien die donkerder, roder en verder uit elkaar staan.

Maar toen onderzoekers de afgelopen jaren probeerden sterrenstelsels te tellen - een proces dat moeilijk nauwkeurig uit te voeren is - kwamen ze met getallen die suggereren dat de zon veel sneller beweegt dan eerder werd gedacht, wat in strijd is met de standaard kosmologie.

"Het is moeilijk om sterrenstelsels over de hele hemel te tellen - je zit meestal vast met een halve bol of minder", zei Darling. "Bovendien staat ons eigen sterrenstelsel in de weg. Het bevat stof waardoor je minder sterrenstelsels zult vinden en ze zwakker zullen laten lijken naarmate je dichter bij ons sterrenstelsel komt."

Darling was geïntrigeerd en verbijsterd door deze kosmologische puzzel, dus besloot hij zelf op onderzoek uit te gaan. Hij wist ook dat er twee recentelijk vrijgegeven onderzoeken waren die de nauwkeurigheid van het aantal sterrenstelsels konden helpen verbeteren - en licht werpen op het snelheidsmysterie:een genaamd de Very Large Array Sky Survey (VLASS) in New Mexico, en de andere genaamd de Rapid Australian Square Kilometer Array Pathfinder Continuum Survey (RACS) in Australië.

Samen stelden deze onderzoeken Darling in staat om de hele lucht te bestuderen door uitzichten vanaf het noordelijk en zuidelijk halfrond samen te voegen. Belangrijk is dat de nieuwe onderzoeken ook gebruik maakten van radiogolven, waardoor het gemakkelijker werd om door het stof van de Melkweg te "zien", waardoor het zicht op het universum werd verbeterd.

Toen Darling de onderzoeken analyseerde, ontdekte hij dat het aantal sterrenstelsels en hun helderheid perfect overeenkwamen met de snelheid die onderzoekers eerder hadden afgeleid uit de kosmische microgolfachtergrond.

"We vinden een heldere richting en een vage richting - we vinden een richting waar er meer sterrenstelsels zijn en een richting waar er minder sterrenstelsels zijn", zei hij. "Het grote verschil is dat het vanuit de kosmische microgolfachtergrond overeenkomt met het vroege heelal en de juiste snelheid heeft. Onze kosmologie is prima."

Omdat Darlings bevindingen verschillen van eerdere resultaten, zal zijn paper waarschijnlijk aanleiding geven tot verschillende vervolgonderzoeken om zijn resultaten te bevestigen of te betwisten.

Maar naast dat ze het veld van de kosmologie vooruit helpen, zijn de bevindingen een goed voorbeeld uit de praktijk van Einsteins speciale relativiteitstheorie - en ze laten zien hoe onderzoekers de theorie nog steeds in de praktijk brengen, meer dan 100 jaar nadat de beroemde natuurkundige het voor het eerst had voorgesteld .

"Ik hou van het idee dat dit basisprincipe waar Einstein ons lang geleden over vertelde iets is dat je kunt zien," zei Darling. "Het is een echt esoterisch iets dat super raar lijkt, maar als je sterrenstelsels gaat tellen, zou je dit mooie effect kunnen zien. Het is niet zo esoterisch of raar als je zou denken." + Verder verkennen

Hubble's 32e verjaardag vieren met een sterrenstelselgroepering