Subir Sarkar tərəfindən, The Conversation

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriNASA/ESA/CSA James Webb Kosmik Teleskopundan çəkilmiş bu şəkil səmanın ən ikonik bölgələrindən biri olan Hubble Ultra Dərin Sahəsini yenidən nəzərdən keçirir. Müəllif: ESA/Webb, NASA və CSA, G. Östlin, PG Perez-Gonzalez, J. Melinder, JADES Əməkdaşlıq Təşkilatı, MIDIS Əməkdaşlıq Təşkilatı, M. Zamani (ESA/Webb)

Kainatın forması bizim tez-tez düşündüyümüz bir şey deyil. Həmkarlarımla birlikdə kainatın asimmetrik və ya əyri-üyrü ola biləcəyini, yəni hər istiqamətdə eyni olmadığını göstərən yeni bir araşdırma dərc etdik.

Bu bizi maraqlandırmalıdırmı? Bütün kosmosun dinamikasını və quruluşunu təsvir edən bugünkü “standart kosmoloji model” tamamilə onun izotrop (bütün istiqamətlərdə eyni görünür) və böyük miqyaslarda orta hesablandıqda homojen olduğu fərziyyəsinə əsaslanır.

Lakin bir neçə sözdə “gərginlik” – və ya məlumatlardakı fikir ayrılıqları – vahid kainat ideyasına meydan oxuyur.

Biz bu gərginliklərin ən əhəmiyyətlilərindən biri olan kosmik dipol anomaliyasını araşdıran “Reviews of Modern Physics” jurnalında yeni bir məqalə dərc etdik . Bu nəticəyə gəldik ki, kosmik dipol anomaliyası kainatın ən geniş qəbul edilmiş təsviri olan standart kosmoloji modelə (həmçinin Lambda-CDM modeli adlanır ) ciddi bir problem yaradır.

Bəs kosmik dipol anomaliyası nədir və kosmos haqqında ətraflı məlumat vermək cəhdləri niyə bu qədər problemlidir?Kosmik mikrodalğalı fon Böyük Partlayışdan qalma radiasiyadır. Müəllif: ESA/Planck Collaboration

Gəlin Böyük Partlayışdan qalan relikt şüalanma olan kosmik mikrodalğalı fondan (KMF) başlayaq . KMF səmada yüz mində bir hissəyə qədər vahiddir.

Beləliklə, kosmoloqlar Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsindəki məkan-zaman anlayışının “maksimum simmetrik” təsvirindən istifadə edərək kainatı modelləşdirməkdə özlərini əmin hiss edirlər. Kainatın hər yerdə və bütün istiqamətlərdə eyni göründüyü bu simmetrik görüntü “FLRW təsviri” kimi tanınır.

Bu, Eynşteyn tənliklərinin həllini xeyli sadələşdirir və Lambda-CDM modelinin əsasını təşkil edir.

Lakin bir neçə vacib anomaliya var, o cümlədən geniş müzakirə olunan Habl gərginliyi adlanan anomaliya. Anomaliya, 1929-cu ildə kainatın genişləndiyini kəşf etdiyi Edvin Hablın adını daşıyır.

Gərginlik 2000-ci illərdə müxtəlif məlumat dəstlərindən, əsasən Habbl Kosmik Teleskopundan və Gaia peykindən əldə edilən son məlumatlardan yaranmağa başladı. Bu gərginlik kosmoloji bir fikir ayrılığıdır , burada kainatın genişlənmə sürətinin ilk günlərindən ölçülməsi yaxınlıqdakı (daha yeni) kainatın ölçülməsi ilə uyğun gəlmir.Maddə və CMB dipolları uyğun gəlmir – istiqamətlər uyğundur (üst panel), lakin amplitudalar uyğun deyil (alt panel). Mənbə: Secrest və digərləri, Reviews of Modern Physics 97 (2025) 041001

Kosmik dipol anomaliyası Habbl gərginliyindən daha az diqqət çəkib, lakin bu, kosmosu anlamağımız üçün daha fundamentaldır. Bəs bu nədir?

Kosmik mikrodalğa fonunun böyük miqyaslarda simmetrik olduğu müəyyən edildikdən sonra, Böyük Partlayışdan qalan bu relikt şüalanmada dəyişikliklər aşkar edilmişdir. Ən əhəmiyyətlilərindən biri CMB dipol anizotropiyası adlanır. Bu, CMB-də ən böyük temperatur fərqidir, burada səmanın bir tərəfi daha isti, əks tərəfi isə təxminən mində bir hissə daha soyuqdur.

CMB-dəki bu variasiya kainatın Lambda-CDM modelinə meydan oxumur. Lakin digər astronomik məlumatlarda da müvafiq variasiyalar tapmalıyıq.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

1984-cü ildə Corc Ellis və Con Bolduin radio qalaktikaları və kvazarlar kimi uzaq astronomik mənbələrin səma paylanmasında oxşar bir variasiyanın və ya “dipol anizotropiyasının” olub-olmadığını soruşdular. Mənbələr çox uzaqda olmalıdır, çünki yaxınlıqdakı mənbələr saxta “klaster dipolu” yarada bilər.

Əgər “simmetrik kainat” FLRW fərziyyəsi doğrudursa, uzaq astronomik mənbələrdəki bu variasiya birbaşa CMB-də müşahidə olunan variasiya ilə müəyyən edilməlidir. Bu , astronomların adını daşıyan Ellis-Baldwin testi kimi tanınır.

CMB-dəki və maddədəki variasiyalar arasındakı uyğunluq standart Lambda-CDM modelini dəstəkləyəcək. Discord birbaşa ona və hətta FLRW təsvirinə meydan oxuyacaq. Çox dəqiq bir test olduğundan, onu yerinə yetirmək üçün tələb olunan məlumat kataloqu yalnız bu yaxınlarda mövcud olmuşdur.

Nəticə budur ki, kainat Ellis-Baldwin testindən keçə bilmir. Maddədəki variasiya CMB-dəki variasiya ilə uyğun gəlmir. Mümkün səhv mənbələri teleskoplar və peyklər üçün, eləcə də spektrdəki müxtəlif dalğa uzunluqları üçün olduqca fərqli olduğundan, orta infraqırmızı dalğa uzunluqlarında müşahidə aparan yerüstü radio teleskopları və peykləri ilə eyni nəticənin əldə edilməsi əminlik yaradır.

Kosmik dipol anomaliyası, astronomik ictimaiyyət onu əsasən görməməzliyə vursa belə, standart kosmoloji model üçün əsas problem kimi özünü təsdiqləyib.

Bu, bu problemi həll etməyin asan bir yolu olmadığı üçün ola bilər. Bunun üçün yalnız Lambda-CDM modelindən deyil, həm də FLRW təsvirindən imtina etmək və yenidən əvvəlki vəziyyətə qayıtmaq lazımdır.

Lakin Evklid və SPHEREx kimi yeni peyklərdən, Vera Rubin Rəsədxanası və Kvadrat Kilometr Massivi kimi teleskoplardan çoxlu məlumat axını gözlənilir. Süni intellektin (Sİ) maşın öyrənməsi adlanan alt qrupundakı son nailiyyətlərdən istifadə edərək yeni bir kosmoloji modelin necə qurulacağına dair tezliklə cəsarətli yeni fikirlər əldə edə biləcəyimiz ehtimalı var.

Təsiri fundamental fizikaya və kainatı anlamağımıza həqiqətən böyük olardı.

Daha çox məlumat: Nathan Secrest və digərləri, Kollokvium: Kosmik dipol anomaliyası, Müasir Fizika İcmalları (2025). DOI: 10.1103/9ygx-z2yq . ArXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2505.23526

Jurnal məlumatı: Müasir Fizikanın İcmalları , arXiv  

The Conversation tərəfindən təqdim olunur