Již delší dobu je známo, že na velkých škálách vesmír tu a tam obsahuje prázdná místa.
Ovšem nedávný objev astronomů z Minnesotské univerzity ukázal, že nejsou tak malá, jak se dosud myslelo. Nikdo před nimi tak rozsáhlou oblast bez hvězd a galaxií nenašel a po pravdě ani moc nečekal. „To, co jsme objevili, není normální,“ říká Lawrence Rudnick, vůdčí osobnost právě dokončené studie. Dosavadní pozorování ani počítačové simulace evoluce vesmíru totiž existenci tak velkých prázdných struktur nepředpokládají.
Miliarda světelných let bez hmoty
Američtí vědci pečlivě zkoumali data, která v letech 1993 až 1997 v rámci projektu NRAO VLA Sky Survey (NVSS) naměřil rádiový teleskop Very Large Array (VLA) v Novém Mexiku. Jejich rozborem odhalili v souhvězdí Eridanus obrovskou oblast, měřící v průměru miliardu světelných let, která postrádá jakoukoli nám známou hmotu.
„Věděli jsme už dříve, že toto místo na obloze je něčím zvláštní,“ říká Rudnick o nápadné chladné skvrně vystupující z mapy reliktního mikrovlnného záření, kterou pořídil satelit WMAP (Wilkinson Microwave Anisotopy Probe), vypuštěný v roce 2001. Oblast mezi odborníky přezdívaná „Chladná skvrna WMAP“ má zjevně nižší teplotu než okolní pozadí.
Měření s přesností na milióntiny stupně
Reliktní záření, hlavní důkaz Velkého třesku, je nosným pilířem, na kterém stojí současná kosmologie. Vzniklo 384 tisíc let po zrodu vesmíru, na počátku bylo velmi horké, ale v průběhu rozpínání vesmíru postupně ztrácelo svou energii, až vychladlo na dnešní teplotu 2,7 K. Proto také fyzici vyjadřují jeho energii spíš v jednotkách teploty než v běžně užívaných jednotkách energie. Sonda WMAP měřila teplotní rozdíly v reliktním záření s přesností na milióntiny stupně. Výzkum reliktního záření je pro astronomii nesmírně důležitý, o jeho významu mimo jiné svědčí i fakt, že za objev dokazující jeho anizotropii (a také za to, že jeho spektrum odpovídá záření černého tělesa) obdrželi John Mather a George Smoot v loňském roce Nobelovu cenu za fyziku.
Obrázek: Obrázek ukazuje, jak hmota (galaxie apod.), resp. prázdné oblasti vesmírného prostoru ovlivňují fluktuace reliktního záření. (Vlevo nahoře – sonda WMAP, dole teleskop VLA) Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF, NASA
_
K odhalení přispěla temná energie
„Přestože naše překvapivé výsledky potřebují ještě nezávislé potvrzení, zdá se, že nepatrně nižší teplota reliktního záření v této oblasti je způsobena rozsáhlou dírou postrádající veškerou hmotu,“ říká Rudnick.
(Jen pro úplnost – v žádném případě nejde o černou díru.)
Pokud fotony reliktního záření procházejí prostorem obsahujícím hmotu, nepatrně zvyšují svou energii, naopak při průchodu prázdným prostorem ji ztrácejí. Proto se nám oblasti bez hmoty na mapě jeví jako chladnější. Efekt je způsoben záhadnou temnou energií, která urychluje expanzi vesmíru. Přestože temná energie tvoří více než 70 % celkové energie vesmíru, víme o ní jen velmi málo, její fyzikální podstata je prozatím neznámá. Možná, že i výzkum Lawrence Rudnicka přispěje k jejímu lepšímu pochopení.
S výsledky studie bude odborná veřejnost podrobněji seznámena v některém z příštích vydání časopisu Astrophysical Journal.
Zdroj: www.cv.nrao.edu
