Numërimi i galaktikave për të zgjidhur një enigmë kozmologjike: Vënia në praktikë e teorisë së relativitetit special

Shkencëtarët që studiojnë kozmosin kanë një filozofi të preferuar të njohur si “parimi i mediokritetit”, i cili, në thelb, sugjeron se nuk ka vërtet asgjë të veçantë për Tokën, Diellin ose galaktikën e Rrugës së Qumështit në krahasim me pjesën tjetër të universit.

Tani, hulumtimi i ri nga Universiteti i Kolorados në Boulder (CU Boulder) shton një tjetër provë në rastin e mediokritetit: galaktikat janë, mesatarisht, në qetësi në lidhje me universin e hershëm. Jeremy Darling, një profesor i astrofizikës në CU Boulder, publikoi këtë zbulim të ri kozmologjik më 26 maj 2022, në revistën Astrophysical Journal Letters.

“Ajo që po na thotë ky hulumtim është se ne kemi një lëvizje qesharake, por ajo lëvizje qesharake është në përputhje me gjithçka që dimë për universin – nuk ka asgjë të veçantë që po ndodh këtu,” tha Darling. “Ne nuk jemi të veçantë si galaktikë apo si vëzhgues.”

Afërsisht 35 vjet më parë, studiuesit zbuluan sfondin kozmik të mikrovalës, i cili është rrezatimi elektromagnetik i mbetur nga formimi i universit gjatë Big Bengut. Sfondi kozmik i mikrovalës duket më i ngrohtë në drejtim të lëvizjes sonë dhe më i ftohtë larg drejtimit të lëvizjes sonë.

Nga kjo shkëlqim i universit të hershëm, shkencëtarët mund të nxjerrin përfundimin se Dielli – dhe Toka që rrotullohet rreth tij – po lëviz në një drejtim të caktuar, me një shpejtësi të caktuar. Studiuesit zbulojnë se shpejtësia jonë e konkluduar është një pjesë e një përqindjeje të shpejtësisë së dritës – e vogël, por jo zero.

Shkencëtarët mund ta testojnë në mënyrë të pavarur këtë përfundim duke numëruar galaktikat që janë të dukshme nga Toka ose duke shtuar shkëlqimin e tyre. Ata mund ta bëjnë këtë falë kryesisht teorisë së relativitetit special të Albert Ajnshtajnit të vitit 1905, e cila shpjegon se si shpejtësia ndikon në kohë dhe hapësirë. Në këtë aplikacion, një person në Tokë që shikon universin në një drejtim – të njëjtin drejtim që Dielli dhe Toka po lëvizin – duhet të shohë galaktika që janë më të ndritshme, më të kaltërta dhe më të përqendruara. Në mënyrë të ngjashme, duke parë në drejtimin tjetër, personi duhet të shohë galaktika që janë më të errëta, më të kuqe dhe të vendosura më larg.

Por kur hetuesit janë përpjekur të numërojnë galaktikat në vitet e fundit – një proces që është i vështirë për t’u bërë me saktësi – ata kanë dalë me numra që sugjerojnë se Dielli po lëviz shumë më shpejt sesa mendohej më parë, gjë që është në kundërshtim me kozmologjinë standarde.

“Është e vështirë të numërosh galaktikat në të gjithë qiellin – zakonisht je mbërthyer me një hemisferë ose më pak,” tha Darling. “Dhe, në krye të kësaj, galaktika jonë na pengon. Ai ka pluhur që do t’ju bëjë të gjeni më pak galaktika dhe do t’i bëjë ato të duken më të zbehta ndërsa i afroheni galaktikës sonë.”

Dashuria ishte e intriguar dhe e hutuar nga kjo enigmë kozmologjike, ndaj vendosi ta hetonte vetë. Ai gjithashtu e dinte se kishte dy sondazhe të publikuara së fundmi që mund të ndihmonin në përmirësimin e saktësisë së numërimit të galaktikave – dhe të hedhin dritë mbi misterin e shpejtësisë: një i quajtur Very Large Array Sky Survey (VLASS) në New Mexico dhe tjetri i quajtur Rapid Australian. Sondazhi i Vazhdueshëm i Pathfinder Array Kilometer Square (RACS) në Australi.

Së bashku, këto sondazhe i lejuan Darling të studionte të gjithë qiellin duke bashkuar pamjet nga hemisferat veriore dhe jugore. E rëndësishmja, sondazhet e reja përdorën edhe valët e radios, të cilat e bënë më të lehtë “të parë” përmes pluhurit të Rrugës së Qumështit, duke përmirësuar kështu pamjen e universit.

Kur Darling analizoi sondazhet, ai zbuloi se numri i galaktikave dhe shkëlqimi i tyre ishte në përputhje të përsosur me shpejtësinë që studiuesit kishin konkluduar më parë nga sfondi kozmik i mikrovalës.

“Ne gjejmë një drejtim të ndritshëm dhe një drejtim të zbehtë – gjejmë një drejtim ku ka më shumë galaktika dhe një drejtim ku ka më pak galaktika,” tha ai. “Dallimi i madh është se ai rreshtohet me universin e hershëm nga sfondi kozmik i mikrovalës dhe ka shpejtësinë e duhur. Kozmologjia jonë është në rregull.”

Për shkak se gjetjet e Darling ndryshojnë nga rezultatet e kaluara, punimi i tij ka të ngjarë të nxisë studime të ndryshme vijuese për të konfirmuar ose kundërshtuar rezultatet e tij.