Πώς Σχηματίστηκαν οι Γαλαξίες στο Πρώιμο Σύμπαν, μία νέα προσέγγιση

Η εντύπωση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει την εξέλιξη του Σύμπαντος που ξεκινά με τη Μεγάλη Έκρηξη στα αριστερά και ακολουθεί η εμφάνιση του Κοσμικού Φόντορου Μικροκυμάτων. Ο σχηματισμός των πρώτων άστρων τερματίζει τους κοσμικούς σκοτεινούς αιώνες, ακολουθούμενος από το σχηματισμό των γαλαξιών. Πηγή εικόνας: M. Weiss / Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian.

Νέα Ερευνητικά Ερωτήματα και Πρότυπη Θεωρία για: «Πώς Σχηματίστηκαν οι Γαλαξίες στο Πρώιμο Σύμπαν».

 Το τυπικό μοντέλο προέβλεψε ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA/ESA/CSA θα έβλεπε αμυδρά σήματα από μικρούς, πρωτόγονους γαλαξίες. Όμως τα δεδομένα δεν επιβεβαιώνουν τη δημοφιλή υπόθεση ότι η αόρατη σκοτεινή ύλη βοήθησε τα πρώτα αστέρια και τους γαλαξίες να συσσωρευτούν μαζί. Αντίθετα, οι παλαιότεροι γαλαξίες είναι μεγάλοι και φωτεινοί, σε συμφωνία με μια εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας, σύμφωνα με νέα έρευνα με επικεφαλής τους αστροφυσικούς του Case Western Reserve University. 

 «Αυτό που προέβλεψε η θεωρία της σκοτεινής ύλης δεν είναι αυτό που βλέπουμε», είπε η καθηγήτρια του Case Western Reserve, Stacy McGaugh. «Αντί για τη σκοτεινή ύλη, η τροποποιημένη βαρύτητα μπορεί να έπαιξε ρόλο. Μια θεωρία γνωστή ως MOND (MOdified Newtonian Dynamics), προέβλεψε το 1998 ότι ο σχηματισμός δομής στο πρώιμο Σύμπαν θα είχε συμβεί πολύ γρήγορα - πολύ πιο γρήγορα από ό,τι προέβλεψε η θεωρία της ψυχρής σκοτεινής ύλης, γνωστή ως λάμδα-CDM. 

Το Webb σχεδιάστηκε για να απαντά σε μερικές από τις μεγαλύτερες ερωτήσεις στο Σύμπαν, όπως πώς και πότε σχηματίστηκαν τα αστέρια και οι γαλαξίες; Μέχρι που εκτοξεύτηκε το 2021, κανένα τηλεσκόπιο δεν μπορούσε να δει τόσο βαθιά στο Σύμπαν και πολύ πίσω στο χρόνο. Το Lambda-CDM προβλέπει ότι οι γαλαξίες σχηματίστηκαν με σταδιακή συσσώρευση ύλης από μικρές σε μεγαλύτερες δομές, λόγω της πρόσθετης βαρύτητας που παρέχεται από τη μάζα της σκοτεινής ύλης. 

«Οι αστρονόμοι επινόησαν τη σκοτεινή ύλη για να εξηγήσουν πώς φτάνουμε από ένα πολύ ομαλό πρώιμο Σύμπαν σε μεγάλους γαλαξίες με πολύ κενό χώρο μεταξύ τους που βλέπουμε σήμερα», είπε η καθηγήτρια McGaugh. 

Τα μικρά κομμάτια συγκεντρώθηκαν σε όλο και μεγαλύτερες δομές μέχρι να σχηματιστούν οι γαλαξίες. Το Webb θα πρέπει να μπορεί να βλέπει αυτούς τους μικρούς πρόδρομους γαλαξίες ως αμυδρό φως. «Η προσδοκία ήταν ότι κάθε μεγάλος γαλαξίας που βλέπουμε στο κοντινό Σύμπαν θα είχε ξεκινήσει από αυτά τα κομψά κομμάτια», είπε η McGaugh. Αλλά ακόμη και σε όλο και μεγαλύτερη μετατόπιση προς το κόκκινο - κοιτάζοντας νωρίτερα και νωρίτερα στην εξέλιξη του Σύμπαντος - τα σήματα είναι μεγαλύτερα και φωτεινότερα από το αναμενόμενο. 

Το MOND προέβλεψε ότι η μάζα που γίνεται γαλαξίας συναρμολογείται γρήγορα και αρχικά διαστέλλεται προς τα έξω με το υπόλοιπο Σύμπαν. Η ισχυρότερη δύναμη της βαρύτητας επιβραδύνεται, μετά αντιστρέφεται, η διαστολή και το υλικό καταρρέει πάνω του για να σχηματίσει έναν γαλαξία. 

Σε αυτή τη θεωρία, δεν υπάρχει καθόλου σκοτεινή ύλη. «Οι μεγάλες και φωτεινές δομές που είδε το Webb πολύ νωρίς στο Σύμπαν είχαν προβλεφθεί από τη θεωρία MOND πριν από ένα τέταρτο του αιώνα», είπε η McGaugh. 

«Η ουσία είναι, «σας το είπα». Με μεγάλωσαν να σκέφτομαι ότι αυτό ήταν αγενές, αλλά αυτό είναι το νόημα της επιστημονικής μεθόδου: κάντε προβλέψεις και μετά ελέγξτε ποιες θα γίνουν πραγματικότητα».«Η εύρεση μιας θεωρίας συμβατής τόσο με τη MOND όσο και με τη γενική σχετικότητα εξακολουθεί να είναι μια μεγάλη πρόκληση».

Το έγγραφο της ομάδας εμφανίζεται σήμερα στο Astrophysical Journal.

 Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα News Staff 

https://www.sci.news/astronomy/standard-theory-early-universe-galaxies-13415.html#google_vignette