Recent a fost descoperită în Univers o enormă regiune cu o temperatura mai scăzută decât cea a restului Universului; această are dimensiuni de circa 1.8 miliarde ani lumina! Care să fie originea acestui fenomen misterios?
Au fost făcute mai multe ipoteze: de la urme ale unui Univers paralel, la cele ale fluctuaţiilor cuantice din Universul primordial. Descoperirea recentă a unei regiuni enorme, care corespunde tocmai celei cu temperatura scăzută, de spaţiu cu densitate mai mică de materie pare să explice originea acestul straniu fenomen, cel puţin în parte.
Când în 2004 cercetătorii de la WMAP (Wilkinson Microwave Anysotropy Probe) au descoperit o zona din Univers cu temperatura mai scăzută decât resul Universului (Cold Spot), oamenii de ştiinţă au încercat să explice originea acestui fenomen enigmatic. Temperatura Universului este dată practic de temperatura fondului de radiaţie primordială de microunde (Microwave Background Radiation), radiaţie care a luat naştere în momentul în care fotonii nu mai aveau – datorită expansiunii Universului (şi deci creşterii lungimii de undă a radiaţiei) – energia suficientă pentru a ioniză atomii de hidrogen care se formau. La ora actuală temperature acestei radiaţii este de circa 2.7 K. Enormă regiune rece, situate la circa 3 miliarde ani lumina faţă de noi, având un diametru de 1,8 miliarde ani lumina, a reprezentat un mare mister pentru astronomi. Ce anume a generat-o? Au fost făcute mai multe ipoteze. De la cea mai “banală” – cum că ar fi rezultatul unei măsurători greşite (o eroare deci) la cea mai “sofisticată”, legată de faptul că această enormă regiune ar putea reprezenta amprenta unui alt Univers care se apropie de Universul nostrum. În aceast situaţie cele două lumi ar fi intrat mai devreme sau mai târziu, în coliziune, regiunea rece fiind doar începutul unei catastrofe care ar fi putut duce la dispariţia Universului nostru. Noi măsurători însă par a fi găsit o explicaţie a acestui fenomen care nu are nimic de-a face cu un alt Univers, dar nici cu o eroare de măsură. Date recente obţinute cu ajutorul telescopului din Hawaii Pan-STARRS1 (PS1), analizate împreună cu datele de la satelitul WISE (Wide Field Survey Explorer) al NASA, arată cum regiunea cu temperatura scăzută (Cold Spot) corespunde unei regiuni din Univers care are o densitate de galaxii mai mică decât cea normală. Aceast regiune, numită de cercetători suervoid, ar putea reprezenta cea mai mare structura observată vreodată în Univers. Dimensiunile ei sunt într-adevăr enorme: 1.8 miliarde de ani lumina, ceea ce reprezintă o dimensiune de circa 18 ori mai mare decât diametrul galaxiei noastre. Densitatea mai mică de materie din acest supervoid are drept efect o temperature mai scăzută a radiaţiei de fond, exact ceea ce WMAP a măsurat acum circa 10 ani (efectul se numeşte Integrated Sachs-Wolfe). Care este însă cauza acestei densităţi mai mici de materii într-o regiune atât de extinsă din Univers? Avem deci un nou mister, care însă ar putea fi explicat prin fluctuaţii cuantice imediat după Big Bang. Se consideră la ora actuală că toate structurile din Univers au luat naştere în urmă acestor fluctuaţii şi că expansiunea Universului a dus la creşterea lor până când au devenit actualele galaxii şi mari grupări de galaxii. Se pare deci că o fluctuaţie cuantică în primele clipe după Big Bang a generat la ora actuală ceea ce noi vedem, pe de o parte, că un enorm spaţiu cu mai puţină materie decât resul Universului, iar pe de altă, că o regiune mai rece decât restul lumii. Mecanică cuantică joacă un rol extrem de important nu doar în înţelegerea proceselor ce au loc în lumea particulelor la ora actuală ci şi în istoria şi evoluţia Universului, fiind responsabilă de naşterea şi evoluţia structurilor, precum galaxiile şi marile grupări de galaxii, dar şi a enormelor spaţii lipsite de materie care se găsesc în Univers. O înţelegere mai profundă a fenomenelor cuantice ne-ar ajută să înţelegem inclusiv originea galaxiei noastre: de unde venim şi cum am luat naştere? Care ar putea să fie evoluţia viitoare a Universului?
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro
Recomandările noastre
