The Boötes void: Γιατί το Σύμπαν έχει μια μυστηριώδη τρύπα 330 εκατομμύρια έτη φωτός

 

Το 1981, ο Robert Kirshner εργαζόταν με άλλους αστρονόμους στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν για να υπολογίσει τις μετατοπίσεις στο κόκκινο - ένα μέτρο του πόσο γρήγορα απομακρύνεται κάτι από τη Γη - ενός μεγάλου αριθμού γαλαξιών. Λόγω του τρόπου με τον οποίο το Σύμπαν μας διαστέλλεται, όσο πιο μακριά είναι ένας γαλαξίας τόσο πιο γρήγορα κινείται, που σημαίνει ότι η μετατόπιση προς το κόκκινο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της απόστασης. Ο Kirshner και η ομάδα του το εκμεταλλεύτηκαν για να δημιουργήσουν έναν τρισδιάστατο χάρτη του Σύμπαντος.

Καθώς ο χάρτης ολοκληρώθηκε, εμφανίστηκε κάτι περίεργο. Στα 700 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη υπήρχε ένα κενό. Σε μια περίπου σφαιρική περιοχή πλάτους περίπου 330 εκατομμυρίων ετών φωτός –μια περιοχή που ο Γαλαξίας θα μπορούσε να χωρέσει σε δισεκατομμύρια φορές– δεν υπήρχαν σχεδόν καθόλου γαλαξίες.

Αρχικά, η περιοχή αναφερόταν ως Το Μεγάλο Τίποτα, αλλά αργότερα έγινε γνωστή ως το Κενό του Boötes, καθώς φαίνεται να βρίσκεται στον αστερισμό του Boötes, του βοσκού που οδηγεί το Άροτρο γύρω από τον Βόρειο Πόλο.

Από τότε, έρευνες έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν πιο λεπτομερείς χάρτες του Σύμπαντος μας. Τώρα γνωρίζουμε ότι οι γαλαξίες είναι διατεταγμένοι σαν ένας γιγάντιος ιστός. Η πλειονότητα των γαλαξιών στο Σύμπαν μας βρίσκεται σε μακριές δομές, γνωστές ως νήματα, που περνούν μέσα από το σύμπαν. Όταν αυτά συναντώνται, δημιουργούν περιοχές με υψηλή συγκέντρωση γαλαξιών, γνωστές ως σμήνη.

Ανάμεσα σε αυτά τα νήματα, ωστόσο, υπάρχουν τεράστια άδεια κενά με σχεδόν καθόλου γαλαξίες. Τα κενά αποτελούν περίπου το 80 τοις εκατό του παρατηρήσιμου Σύμπαντος και τα περισσότερα έχουν διάμετρο περίπου 30 έως 300 εκατομμύρια έτη φωτός. Ο Boötes είναι ένας από τους μεγαλύτερους, κερδίζοντας τον τίτλο του «supervoid». Θεωρείται ότι ο Boötes είναι το προϊόν μικρότερων κενών που συγχωνεύονται μεταξύ τους.

Περισσότερα σαν αυτό

Η αιτία αυτών των κενών πιστεύεται ότι βρίσκεται στην προέλευση του Σύμπαντος. Στις πρώτες μέρες του Κόσμου, όλη η ύλη του Σύμπαντος ήταν σφιχτά συσκευασμένη μεταξύ τους. Αρχικά, πιστεύεται ότι ήταν μια ομοιόμορφη σούπα, αλλά οι τυχαίες κβαντικές διακυμάνσεις σύντομα δημιούργησαν μικρές διαφορές στην κατανομή της ύλης.

Ορισμένες περιοχές ήταν τώρα ελαφρώς πιο πυκνές, που σημαίνει ότι η βαρυτική τους έλξη ήταν μεγαλύτερη, έτσι ώστε να τραβούν την ύλη μακριά από τις λιγότερο πυκνές περιοχές. Αυτό τους έκανε ακόμη πιο πυκνούς, αυξάνοντας ξανά τη βαρυτική τους έλξη, ώστε να προσελκύουν περισσότερη ύλη και ούτω καθεξής. Ταυτόχρονα, το Σύμπαν επεκτεινόταν πολύ και έτσι αυτές οι διακυμάνσεις που ξεκίνησαν σε κβαντικό επίπεδο κάλυπταν τελικά εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός. Εν τω μεταξύ μικρότερες συστάδες ύλης άρχισαν να οργανώνονται σε γαλαξίες.

Μελετώντας αυτές τις μεγάλες δομές, οι αστρονόμοι μπορούν να αποκτήσουν ένα παράθυρο για το πώς έμοιαζε το Σύμπαν στις πρώτες του στιγμές. Σήμερα, οι εξελίξεις τόσο στο τηλεσκόπιο όσο και στην τεχνολογία απεικόνισης σημαίνουν ότι είναι σε θέση να δημιουργήσουν πιο λεπτομερείς εκδόσεις των χαρτών του Kirshner, όπως το Dark Energy Survey που έχει χαρτογραφήσει το ένα τέταρτο του νότιου ουρανού, εξετάζοντας περίπου 300 εκατομμύρια γαλαξίες.

Εν τω μεταξύ, οι υπερυπολογιστές μπορούν τώρα να δημιουργήσουν λεπτομερείς προσομοιώσεις για το πώς το Σύμπαν έχει αναπτυχθεί από εκείνες τις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη μέχρι το σύμπαν που βλέπουμε σήμερα. Συγκρίνοντας αυτούς τους χάρτες με τις προσομοιώσεις, οι αστρονόμοι μπορούν να αρχίσουν να καταλαβαίνουν πώς το Σύμπαν μας έγινε έτσι όπως φαίνεται σήμερα.