Naučnici detektuju misterioznu prigušenost u rastu kosmičkih struktura - moguća nova fizika

Nova studija analizira najobuhvatniji skup podataka o galaktičkoj povezanosti radi testiranja ΛCDM modela, otkrivajući neslaganja u formaciji kosmičkih struktura u univerzumu i ukazujući na novu fiziku.

ΛCDM model je standardni model kosmologije koji opisuje evoluciju univerzuma, širenje i strukturu. Obuhvata hladnu tamnu materiju (CDM), normalnu materiju i zračenje, i kosmološku konstantu Λ, koja se odnosi na tamnu energiju.

Preporučujemo

Model uspešno objašnjava nekoliko kosmoloških opservacija, uključujući strukturu univerzuma u velikim razmerama, ubrzavajuće širenje univerzuma i kosmičko pozadinsko zračenje (CMB), naknadni sjaj Velikog praska.

Ipak, ΛCDM ne uspeva da objasni fenomene poput kosmičke inflacije, tamne energije i tamne materije. Nedavne opservacije, kao što su one pomoću instrumenta DESI, ukazuju na potencijalne anomalije u ovom modelu. Istraživači su analizirali da li su te anomalije povezane i da li ukazuju na specifični novi model fizike.

Fenomeni koje ΛCDM ne uspeva da objasni su neslaganje između direktnih i indirektnih merenja stope ekspanzije univerzuma (Hablova tenzija), neslaganje između direktnih i indirektnih merenja povezivanja materije, tj. rasta strukture, i nedavni podaci koji ukazuju na moguće dokaze o dinamičkoj tamnoj energiji.

Istraživači žele da vide da li ista osnovna fizika može da objasni ove anomalije. Da bi testirali hipotezu, kombinovali su merenja iz više izvora radi stvaranja sveobuhvatnog skupa podataka. Podaci su analizirani u dvema postavkama, u okviru standardnog ΛCDM modela i po modelu dinamičke tamne energije.

Univerzum raste previše sporo?

Analiza ΛCDM pokazala je malo manju stopu rasta kosmičkih struktura nego što je predviđeno, otkrivajući značajno neslaganje sa Plankovim rezultatima. Osim toga, potvrđene su postojeće vrednosti za gustinu materije, Hablovu konstantu i rast struktura.

U analizi dinamičke tamne energije – nisu pronađeni jaki dokazi za dinamičku tamnu energiju, što ukazuje da se tamna energija ponaša kao kosmološka konstanta. Osmotrena prigušenost rasta struktura slična je predviđanjima putem analize ΛCDM. Konačno, vrednost Hablove konstante slaže se sa Plankovim podacima, ali ne sa direktnim, lokalnim merenjima.

„Otkrili smo da formiranje struktura u kasnom univerzumu – gde su efekti tamne energije najizraženiji, barem prema nekim merenjima – izgleda značajno obuzdanije u poređenju sa očekivanjima od ranog univerzuma i CMB“, kažu istraživači. „Tako je čak i kad dozvolimo da istorija ekspanzije odstupi od standardnog kosmološkog konstantnog oblika tamne energije“.

Šansa da je obuzdan rast struktura slučajnost je jedan u 300.000, što snažno sugeriše da se nešto neobjašnjeno dešava u obliku nepoznate sistematike podataka ili nove fizike.

Nalazi takođe pružaju zasad najjače dokaze za neslaganja u merenjima grupisanja materije (σ8 tenziju) i pokazuju da dinamička tamna energija nije rešenje.

„Biće zanimljivo videti koje vrste nove fizike mogu pomoći da se reši tenzija sa CMB. Na primer, bilo bi sjajno ako bi kandidati za nestandardnu tamnu materiju kao što je aksionska tamna materija ili tamna materija u interakciji sa samom sobom ili barioni na neki način, menjajući formiranje strukture, mogli dati objašnjenje“, kažu istraživači.

Nalazi studije dovode u pitanje naše razumevanje formiranja kosmičkih struktura i, još važnije, jedan od nafundamentalnijih modela u kosmologiji.

Podaci iz predstojećih ispitivanja galaksija razjasniće ova neslaganja i da li nam je potrebna temeljna promena u shvatanju kosmičkih struktura velikih razmera.

(Telegraf Nauka/Phys.org)