Egymilliárd fényévnyi üresség az univerzumban

Csillagászok rábukkantak a világegyetem eddig észlelt legnagyobb üres területére. A hatalmas, közel egymilliárd fényév átmérőjű lyukban sem hagyományos, sem sötét anyag nem található. A felfedezés megingathatja az univerzum nagyméretű szerkezeteinek kialakulásáról alkotott elméleteket.

Lawrence Rudnick és munkatársai az amerikai Minnesota Egyetemen véletlenül, az új-mexikói VLA (Very Large Array) rádiótávcső adatainak tanulmányozása során botlottak bele a nagy ürességbe. "Egyik reggel kissé unatkoztam és azt mondtam magamnak, miért nem nézek szét a WMAP hideg foltjának irányában" - mondta Rudnick.

A hideg folt egy magyarázatra váró anomália a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (CMB) térképén, amit a NASA WMAP műholdja készített. A CMB egy adott területéről, az Eridanus csillagkép irányából érkező fotonok ugyanis hidegebbek a vártnál. Rudnick csapata különböző rádióforrások, például rádiógalaxisok és kvazárok után kezdett kutatni a hideg folt irányában. "A rádióforrásokkal nyomon követhető a világegyetem tömegeloszlása" - magyarázta Rudnick. "Ezek a galaxisok, galaxishalmazok és a sötét anyag útjelzői"

A csapatot azonban nem akármilyen meglepetés érte. Közel 280 megaparsec, vagy egymilliárd fényév átmérőjű területen alig, vagy egyáltalán nem észleltek rádióforrást, ami azt jelenti, hogy nincsenek galaxisok, vagy halmazok ezen a területen, a CMB fotonjainak hidegsége pedig a sötét anyag hiányára utalt.

A tőlünk 6-10 milliárd fényévre fekvő üresség jóval nagyobb, mint bármi, amit korábban találtak. Az optikai észlelésekkel eddig nem sikerült 80 megaparsecnél szélesebb hasadékokat találni a világegyetemben, ezzel az új lyuk negyvenszer nagyobb a korábbi csúcstartónál. Rudnick szerint az optikai észlelések könnyen figyelmen kívül hagyhatták az általuk felfedezett ürességet egész egyszerűen azért, mert nem készültek fel ilyen méretekre.


Rudnick úgy véli, felfedezésük megerősíti, hogy sötét energia munkálkodik az univerzumban. Normál esetben, amikor a CMB fotonjai áthaladnak egy óriási galaxishalmaz által létrehozott úgynevezett gravitációs kúton, először energiát nyernek, amikor beleesnek ebbe a kútba, majd a kimászáskor energiát vesztenek. Amennyiben a világegyetem a sötét energia miatt tágul, akkor mire a fotonok kimásznak, az óriáshalmaz kitágul és gravitációjának ereje egy kicsit csökken, vagyis a fotonok viszonylag könnyen, valamivel több energiával távoznak, mint a belépést megelőzően.

Az ürességen áthaladó fotonok azonban energiát vesztenek, hidegebbé válva, mintha egy sorozat óriáshalmazon haladtak volna át. Rudnick szerint az üresség felfedezése tökéletesen illeszkedik a WMAP hideg foltjához és a sötét energia létezéséhez. Mivel a CMB az ősrobbanás maradványa, több kozmológus szerint a hideg folt gondot okoz a korai univerzumról alkotott elméleteknek. Rudnick azonban azt állítja, a hasadék évmilliárdokkal az ősrobbanás után keletkezhetett. "Elhatároltuk a problémát a korai univerzumtól, áthelyezve a szerkezetek kialakulásához" - mondta.

A halmazok és óriáshalmazok kialakulását újraalkotó számítógépes szimulációk soha nem mutattak ilyen méretű ürességeket. Ez annak tudható be, hogy a modellezők nem szimuláltak elég nagy méreteket, hogy eléjük táruljon egy ekkora hasadék, tette hozzá Rudnick. Ha megtették volna, akkor talán előtűnik a hatalmas lyuk. "Nyitott a kérdés, hogy mindez vajon gondokat okoz-e a szerkezetek kialakulásáról alkotott elméletek számára" - összegzett.