Znanstvenici zbunjeni golemom strukturom u svemiru, nitko ne zna kako je nastala

Astronomi su 2024. godine otkrili gotovo savršen prsten galaksija promjera oko 1,3 milijarde svjetlosnih godina. Da, dobro ste pročitali – 1,3 milijarde svjetlosnih godina.

Struktura ne odgovara nijednom dosad poznatom mehanizmu nastanka ili tipu kozmičkih struktura, piše Science Alert.

Otkriće je predvodila astronomkinja Alexia Lopez sa Sveučilišta Central Lancashire, a predstavljeno je na 243. sastanku Američkog astronomskog društva 2024. godine te objavljeno u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Signal je otkriven u svjetlosti kojoj je trebalo 6,9 milijardi godina da stigne do Zemlje. Postojanje ove strukture, nazvane Veliki prsten (The Big Ring), moglo bi značiti da će biti potrebno izmijeniti standardni kozmološki model.

Druga golema misterija

Ovo je druga divovska struktura koju su Lopez i njezini kolege otkrili.

Prva, nazvana Divovski luk (Giant Arc), nalazi se u istom dijelu neba i na približno jednakoj udaljenosti od Zemlje. Kada je njegovo otkriće objavljeno 2021. godine, također je izazvalo veliko iznenađenje među astronomima. Veliki prsten sada dodatno produbljuje misterij.

„Nijednu od ove dvije iznimno velike strukture nije lako objasniti našim sadašnjim razumijevanjem svemira“, rekla je Lopez početkom 2024.

„Njihove goleme dimenzije, neobični oblici i činjenica da se nalaze blizu jedna drugoj na kozmološkoj skali sigurno nam govore nešto važno – ali što točno?“

Nije riječ o poznatom kozmičkom fenomenu

Prva pretpostavka bila je da bi Veliki prsten mogao biti povezan s fenomenom poznatim kao barionske akustične oscilacije (BAO).

To su golemi kružni rasporedi galaksija koji se nalaze diljem svemira. Zapravo se radi o sferama – fosilnim ostacima zvučnih valova koji su se širili mladim svemirom prije nego što je on postao toliko razrijeđen da se zvuk više nije mogao širiti.

No Veliki prsten nije BAO.

Barionske akustične oscilacije imaju gotovo uvijek isti promjer od oko milijardu svjetlosnih godina, dok detaljna analiza pokazuje da je Veliki prsten zapravo više nalik spiralnoj strukturi poput vadičepa, koja je iz našeg kuta promatranja poravnata tako da izgleda poput prstena.

Što je zapravo Veliki prsten?

Time ostaje veliko neodgovoreno pitanje – što je zapravo ta struktura?

I što njezino postojanje znači za tzv. kozmološko načelo, prema kojem bi svemir na najvećim razmjerima trebao izgledati približno jednako u svim smjerovima.

„Očekujemo da je tvar ravnomjerno raspoređena u svemiru kada ga promatramo na velikim skalama, pa iznad određene veličine ne bi smjelo biti značajnih nepravilnosti“, objasnila je Lopez.

„Kozmolozi procjenjuju da teorijska gornja granica veličine struktura iznosi oko 1,2 milijarde svjetlosnih godina, no obje ove strukture znatno su veće. Divovski luk gotovo je tri puta veći od te granice, a opseg Velikog prstena usporediv je s duljinom Divovskog luka.“

Moguće objašnjenje – ili potpuno nova fizika?

Problem nije samo njihova veličina nego i ono što znače za naše razumijevanje svemira. Standardni kozmološki model zasad najbolje objašnjava većinu promatranja, ali postoje pojave koje se u njega teško uklapaju.

Zbog toga su tijekom godina predloženi alternativni modeli.

Jedan od njih je konformna ciklička kozmologija Rogera Penrosea, prema kojoj svemir prolazi kroz beskonačne cikluse velikih praskova i širenja. U tom modelu prstenaste strukture zapravo se očekuju, iako sama teorija ima niz ozbiljnih problema.

Druga mogućnost jest da su Veliki prsten i Divovski luk povezani s tzv. kozmičkim strunama – hipotetskim topološkim defektima u prostor-vremenu. Smatra se da su nastale u vrlo ranom svemiru, kada se prostor-vrijeme naglo širilo, ostavljajući iza sebe svojevrsne „bore“ široke tek koliko proton.

Iako za kozmičke strune još nema čvrstih opažačkih dokaza, teorijski modeli upućuju na to da bi mogle postojati.

Misterij još nije riješen

Za sada nitko ne zna što zapravo predstavljaju Veliki prsten i Divovski luk. Moguće je da se radi o slučajnom rasporedu galaksija, premda astronomi smatraju da je vjerojatnost za takvu slučajnost vrlo mala.

Najveća nada sada je pronaći još sličnih struktura koje se možda kriju u drugim dijelovima svemira.

„Prema sadašnjim kozmološkim teorijama nismo očekivali da su strukture ovakvih razmjera uopće moguće“, rekla je Lopez.

„Mogli bismo očekivati možda jednu ovako golemu strukturu u cijelom promatranom svemiru. No Veliki prsten i Divovski luk dvije su goleme strukture koje su pritom i kozmološki susjedi, što je doista iznimno fascinantno.“