Οι Κοσμικοί Κενοί Νάνοι είναι ένα πράγμα και υπάρχει ένα πρόβλημα με αυτούς
Δεδομένου του πόσο παράλογα απέραντος είναι ο Κόσμος, με τους εκατοντάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες του, δεν είναι εύκολη η απεικόνιση του. Μπορεί να νομίζετε ότι είναι φυσικό, για παράδειγμα, να βλέπετε όλους αυτούς τους γαλαξίες ως λίγο πολύ ομοιόμορφα απλωμένους σε όλο το Σύμπαν. Αλλά θα έκανες λάθος. Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, λέει ο Robert Kirshner, αστροφυσικός στο Χάρβαρντ, η ύλη άρχισε να απλώνεται αρκετά ομοιόμορφα αλλά στη συνέχεια άρχισε να συσσωρεύεται. Τα μέρη πλούσια σε ύλη έγιναν τελικά όλο και πιο πυκνά, και καθώς σχηματίζονταν και μεγάλωναν, το ίδιο έκαναν και οι κενοί χώροι. Ελέγξτε το.
Αυτά τα κενά, παρά το γεγονός ότι γεμίζουν πάνω από το 60 τοις εκατό του Σύμπαντος, είναι δύσκολο να βρεθούν, λέει ο Kirshner. Τα έψαχνε από το 1981, όταν αυτός και οι συνάδελφοί του βρήκαν το κενό Bootes, ένα από τα μεγαλύτερα γνωστά κενά που υπάρχουν. "Πρέπει να κάνετε πολλές μετρήσεις για να διασφαλίσετε ότι αυτό που κοιτάτε είναι πραγματικά ένα κοίλο κέλυφος", λέει.
Στην πραγματικότητα, δεν είναι εντελώς κούφια - η ύλη στα κενά καταφέρνει ακόμα να συγχωνεύεται σε νάνους γαλαξίες κατά καιρούς. Αυτό το γεγονός δίνει στους αστρονόμους μια μοναδική ευκαιρία να δουν την αδιάκοπη γέννηση και ανάπτυξη των γαλαξιών. «Ο σχηματισμός και η εξέλιξη των γαλαξιών είναι μια ακατάστατη διαδικασία», λέει η Κάθριν Κρέκελ, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck. «Τα κενά παρέχουν ένα μοναδικά ήρεμο περιβάλλον στο οποίο μπορείτε να ξεμπερδέψετε τα αποτελέσματα ορισμένων από τις πολλές διαδικασίες που μπορούν να παίξουν ρόλο». Οι γαλαξίες σε σμήνη τείνουν να απορροφούν νάνους γαλαξίες, να αφαιρούν αέρια από το περιβάλλον τους και ακόμη και να συγκρούονται μαζί τους, δημιουργώντας γιγάντιους γαλαξίες - ο Γαλαξίας, σε ένα σμήνος γαλαξιών γνωστό ως Τοπική Ομάδα, είναι ένα παράδειγμα. (Έχει συγχωνευθεί πολλές φορές κατά τη διάρκεια των ετών με άλλους γαλαξίες και, σε 500 εκατομμύρια χρόνια, θα συγχωνευθεί ξανά, με τον γαλαξία της Ανδρομέδας.)
Οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν το Sloan Digital Sky Survey - το οποίο έχει «δημιουργήσει τους πιο λεπτομερείς τρισδιάστατους χάρτες του Σύμπαντος που έχουν γίνει ποτέ» - κατάφεραν να εντοπίσουν μια καλή ποσότητα νάνων γαλαξιών σε κενά. Πέρυσι, για παράδειγμα, αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο Drexel χρησιμοποιώντας το Survey εξέτασαν «το πρώτο στατιστικά σημαντικό δείγμα» από αυτά — 2.777 συνολικά. Συνήθως διαπιστώνεται ότι βρίσκονται σε πιο νεανική κατάσταση σχηματισμού άστρων από τους νάνους γαλαξίες εκτός κενών και τείνουν να είναι πιο μπλε. Παράγουν επίσης αστέρια πολύ πιο γρήγορα από τους γαλαξίες σε σμήνη.
Αυτοί οι κενοί νάνοι θέτουν «αρκετούς ενδιαφέροντες γρίφους και ερωτήματα», γράφουν ο Ignacio Ferraras, κοσμικός αρχαιολόγος στο University College του Λονδίνου και η Anna Pasquali, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης. Πρώτον, σύμφωνα με την τυπική θεωρία για το πώς εξελίχθηκε το Σύμπαν - το μοντέλο της ψυχρής σκοτεινής ύλης Λάμδα - τα κενά θα πρέπει να «βρέχουν από νάνους και γαλαξίες χαμηλής φωτεινότητας επιφάνειας», αλλά δεν είναι. Το 2001, ο θεωρητικός κοσμολόγος του Πρίνστον, Jim Peebles, ονόμασε αυτή την ανωμαλία «φαινόμενο κενού». Αυτό το «φαινόμενο κενού», λέει ο Kreckel, «υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός κενού γαλαξιών χαμηλής μάζας καταστέλλεται κατά κάποιο τρόπο».
Υπάρχουν μερικές εικασίες για το γιατί τα κενά φιλοξενούν λιγότερους νάνους γαλαξίες από ό,τι αναμενόταν. Μπορεί η εισερχόμενη υπεριώδης ακτινοβολία να θερμαίνει τα ψυχρά αέρια που χρειάζονται να σχηματιστούν οι γαλαξίες, προκαλώντας την εξάτμισή τους. ή άνεμοι από εκρήξεις σουπερνόβα θα μπορούσαν να απομακρύνουν τα αέρια, εμποδίζοντάς τα από τη συμπύκνωση. Είναι επίσης πιθανό, λέει ο Rien van de Weygaert, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Groningen, ότι αντικείμενα υπάρχουν σε αυτά τα κενά, αλλά είναι πολύ αμυδρά για να ανιχνευθούν αποτελεσματικά από τα όργανά μας. Ο Peebles προτείνει ότι η ιονίζουσα ακτινοβολία των γαλαξιών που σχηματίζονται αρχικά σε κενά μπορεί να εμποδίσει άλλους να πάρουν σχήμα κοντά. Πιο εικαστικά, θα μπορούσαν να είναι υποθετικά σωματίδια όπως η θερμή σκοτεινή ύλη που παράγουν «περιοχές που στερούνται εντελώς βαρυτικούς σπόρους για το σχηματισμό δομής», λέει ο van de Weygaert.
Εάν αυτό είναι αλήθεια, λέει, «η έλλειψη άδειων νάνων έχει την πιθανή συνέπεια ότι η τυπική θεωρία του σχηματισμού κοσμολογικής δομής θα μπορούσε να έχει ένα σοβαρό ελάττωμα». Είναι μια ανησυχία που ενοχλεί τους θεωρητικούς εδώ και χρόνια. Ο Peebles το επεσήμανε πριν από μια δεκαετία στο "The Void Phenomenon":"Η φαινομενική ασυνέπεια μεταξύ της θεωρίας και των παρατηρήσεων του κενού", έγραψε, "είναι αρκετά εντυπωσιακή ώστε να ταξινομηθεί ως κρίση."
Ο Ian Chant είναι ένας ανεξάρτητος δημοσιογράφος που γράφει για την επιστήμη, τον πολιτισμό και τις εκδόσεις. Το έργο του εμφανίστηκε στο Popular Science, Popular Mechanics, Scientific American Mind, και άλλα μέρη επίσης.
