Una struttura gigante in agguato nello spazio profondo mette alla prova la nostra comprensione dell’universo: ScienceAlert

La struttura massiccia nell’universo lontano mette alla prova la nostra comprensione di come si è evoluto l’universo.

Nella luce che ha viaggiato 6,9 miliardi di anni per raggiungere noi, gli astronomi hanno scoperto un anello galattico gigante, quasi perfetto, di circa 1,3 miliardi di anni luce di diametro. Non corrisponde ad alcuna struttura o meccanismo di formazione noto.

Il Grande Anello, come viene chiamata la sua struttura, potrebbe significare che dobbiamo modificare il Modello Standard della cosmologia.

Questa scoperta è stata guidata dall’astronomo Alexia Lopez dell’Università del Lancashire Centrale. Inviato Al 243° incontro dell’American Astronomical Society di gennaio, è stato menzionato in A La carta prestampata è disponibile su arXiv.

È la seconda struttura gigante che Lopez e i suoi colleghi hanno scoperto. Il primo, chiamato Sagittario Gigante, si trova in realtà nella stessa parte del cielo, Alla stessa distanza. Quando la scoperta del Sagittario fu annunciata nel 2021, lasciò perplessi gli astronomi. Il grande anello non fa altro che approfondire il mistero.

“Nessuna di queste strutture supermassicce è facile da spiegare nella nostra attuale comprensione dell’universo”. Lopez ha detto a gennaio. “Le loro dimensioni molto grandi, le forme distintive e la vicinanza cosmica certamente ci dicono qualcosa di importante – ma cosa esattamente?”

Il collegamento diretto sembra essere la cosiddetta oscillazione acustica barionica (BAO). Queste sono gigantesche disposizioni circolari di galassie che si trovano in tutto lo spazio. In realtà sono sfere, fossili di onde sonore che si diffusero nell’universo primordiale, poi si congelarono quando lo spazio divenne tale che le onde sonore che si propagavano non potevano più viaggiare.

Il grande anello non è BAO. Le BAO sono tutte di dimensioni costanti con un diametro di circa un miliardo di anni luce. Un attento esame del grande anello mostra che assomiglia alla forma di una chiave che è stata allineata in modo tale da sembrare un anello.

Il che lascia la domanda senza risposta: che diavolo è questo? Cosa significa questo per il principio cosmologico, secondo cui in tutte le direzioni, ogni dato pezzo di spazio dovrebbe apparire molto simile a tutti gli altri pezzi di spazio?

“Quando osserviamo l’universo su larga scala, ci aspettiamo che la materia sia distribuita uniformemente ovunque nello spazio, quindi non dovrebbero esserci irregolarità evidenti al di sopra di una certa dimensione”. Lo ha spiegato López.

“I cosmologi calcolano che l’attuale massimo teorico per le strutture sia di 1,2 miliardi di anni luce, ma entrambe queste strutture sono molto più grandi: l’arco gigante è circa tre volte più grande e la circonferenza del grande anello è paragonabile alla lunghezza dell’arco gigante. .”

Ma le dimensioni sono solo uno dei problemi. L’altro è ciò che significa cosmologia, cioè lo studio dell’evoluzione dell’universo. Il modello attuale è quello che attualmente si adatta meglio a ciò che osserviamo, ma ci sono alcune caratteristiche che sono difficili da spiegare all’interno del suo quadro.

Ci sono altri modelli che sono stati proposti per affrontare queste caratteristiche. Sotto uno di questi modelli, Roger Penrose Cosmologia periodica conformementre l’universo attraversa gli infiniti cicli di espansione del Big Bang, sono previste strutture ad anello – anche se vale la pena notare che una corrispondente cosmologia periodica può Grandi problemi loro stessi.

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Un’altra possibilità è che le strutture siano un tipo di difetto topologico nel tessuto dello spazio-tempo noto come stringhe cosmiche. Si pensa che assomiglino alle ampie rughe protoniche che apparvero nell’universo primordiale quando lo spaziotempo si espanse e poi si congelò sul posto. Non abbiamo trovato molte prove fisiche dell’esistenza delle stringhe cosmiche, ma le prove teoriche sono molto promettenti.

Al momento nessuno sa con certezza cosa significhino il grande anello e l’arco gigante. Potrebbero semplicemente essere disposizioni casuali di galassie in orbita nel cielo, anche se la probabilità che ciò accada sembra molto piccola.

La migliore speranza è trovare altre di queste disposizioni di galassie sparse in tutto l’universo, nascoste in bella vista.

“Dalle attuali teorie cosmologiche, non pensavamo che strutture di questa scala fossero possibili”. ha detto López. “Potremmo aspettarci una struttura molto grande in tutto il nostro universo osservabile. Tuttavia, il Grande Anello e l’Arco Gigante sono due strutture massicce e sono anche cosmologicamente adiacenti, il che è piuttosto notevole.”

La ricerca è stata presentata alla 243a riunione del comitato Società Astronomica Americana Se ne parla in A Documento prestampato su arXiv.org.

Una versione precedente di questo articolo è stata pubblicata nel gennaio 2024.