Pământul și Calea Lactee, descoperite într-o oază de vid cosmic
Pământul, Calea Lactee și întreaga ‘regiune locală’ a Universului s-ar afla într-un vid cosmic, un spațiu cu densitate mai mică a materiei în comparație cu restul Universului, conform unui nou studiu realizat de cercetători de la Universitatea din Portsmouth, Marea Britanie. Aceasta ar putea oferi un răspuns la una dintre cele mai frustrante probleme ale cosmologiei, cunoscută sub denumirea de ‘tensiunea Hubble’.
Studiul sugerează că ‘oscilațiile acustice barionice’ (BAO), ecouri ale momentelor inițiale ale Universului, susțin ideea unui vid local sau a unei ‘bule Hubble’. Dilema tensiunii Hubble este legată de faptul că, când este măsurată prin diferite tehnici, viteza de expansiune a Universului (constanta Hubble) are valori variate. O tehnică măsoară constanta Hubble folosind observații astronomice în Universul local, în timp ce cealaltă oferă valoarea sa ca medie pe întregul Univers.
Dacă Universul local se află într-o ‘bulă Hubble’ de densitate mică, acesta s-ar extinde mai repede decât cosmosul mai larg, cu densitate mai mare. Aceasta ar explica de ce observațiile oferă o valoare mai mare a constantei Hubble și o expansiune mai rapidă decât media teoretică mai lentă. Coordonatorul studiului, Indranil Banik, a declarat că o soluție potențială la această inconsecvență este că galaxia noastră este aproape de centrul unui vid local mare. Aceasta ar face ca materia să fie atrasă de gravitație spre exteriorul vidului, unde densitatea este mai mare, ceea ce ar duce, în timp, la golirea vidului. Pe măsură ce vidul se golește, viteza obiectelor care se îndepărtează de noi ar fi mai mare decât dacă vidul nu ar fi acolo, oferind astfel impresia unei rate de expansiune locală mai rapide.
Pentru ca această teorie a vidului local să rezolve tensiunea Hubble, Pământul și Sistemul Solar ar trebui să se situeze aproximativ central în interiorul bulei Hubble de densitate mică. Această bulă ar avea un diametru de aproximativ 2 miliarde de ani lumină, cu o densitate cu aproximativ 20% mai mică decât densitatea medie a materiei din Univers. Totuși, un obstacol major în calea acestui concept este că existența unui vid atât de vast nu se potrivește bine cu modelul LCDM, care sugerează că materia ar trebui să fie distribuită uniform în toate direcțiile, adică ‘izotrop și omogen’ în întregul Univers.
Noile date obținute de Banik arată că ‘sunetul’ Big Bang-ului, cunoscut sub denumirea de oscilații acustice barionice (BAO), susține conceptul unui vid local, contrar modelului LCDM. Banik a explicat că aceste unde sonore au călătorit doar pentru o scurtă perioadă de timp înainte de a îngheța pe loc, odată ce Universul s-a răcit suficient pentru a se forma atomii neutri. Ele acționează ca o unitate de măsură standard, a cărei dimensiune unghiulară poate fi utilizată pentru a cartografia istoria expansiunii cosmice.
Banik susține că un vid local distorsionează ușor relația dintre scara unghiulară BAO și deplasarea spre roșu, datorită faptului că vitezele induse de un vid local și efectul său gravitațional cresc ușor deplasarea spre roșu, pe lângă cea cauzată de expansiunea cosmică. Următorul pas pentru Banik și colegii săi va fi să compare modelul lor de vid cu alte modele pentru a încerca să reconstruiască istoria expansiunii Universului. Aceasta ar putea implica utilizarea unor ‘cronometre cosmice’, obiecte cosmice masive care evoluează, precum galaxiile, pentru a determina cum s-a schimbat rata de expansiune a Universului în timp. În cazul galaxiilor, acest lucru se poate face prin observarea populațiilor stelare și a tipului de stele pe care le au, absența stelelor masive cu viață mai scurtă indicând o vârstă mai avansată.
