W owej epoce fluktuacje ewoluowały pod wpływem grawitacji w inny sposób niż obecnie. Znajduje to odbicie w nachyleniu widma mocy, które w dużych skalach jest wyraźnie większe niż w małych. Wiedząc, w jakiej skali nachylenie widma zmienia się najszybciej, można obliczyć całkowitą gęstość materii we Wszechświecie. Obserwowanej skali około 1.2 mld lat świetlnych odpowiada gęstość 2.5 x 10~17 kg/nr3, która zgadza się z wynikami innych pomiarów. Ważne jest też to, że widmo mocy ma największą wartość w małych skalach. Fakt ten silnie sugeruje, że ciemna materia jest zimna (jak już wiemy, gorąca ciemna materia „wygładziłaby” fluktuacje drobnoskalowe, co doprowadziłoby do pojawienia się maksimum widma mocy w zakresie skal średnich).

Przyszłość badań struktury wielkoskalowej w TEORII NIESTABILNOŚCI GRAWITACYJNEJ wielkoskalowe fluktuacje w rozmieszczeniu galaktyk są po prostu „wzmocnioną" wersją fluktuacji gęstości materii i energii wczesnego Wszechświata. Te ostatnie obserwujemy jako fluktuacje natężenia promieniowania reliktowego, których widmo mocy jest dobrze znane. A zatem porównując to widmo z widmem uzyskanym z obserwacji galaktyk, zyskujemy możliwość zweryfikowania teorii. Okazuje się, że w skali około 1 mld lat świetlnych gęstość galaktyk fluktuuje o jedną dziesiątą, podczas gdy natężenie promieniowania reliktowego o jedną stutysięczną. Obserwowane wzmocnienie dobrze zgadza się ze wzmocnieniem przewidzianym przez teorię. Daje nam to pewność, że nasze wyobrażenia o Wszechświecie (Wielki Wybuch, grawitacyjna niestabilność i cała reszta kosmologii) są rzeczywiście poprawne. Głównym zadaniem SDSS jest badanie struktury kosmosu w skalach od 100 min do ponad 1 mld lat świetlnych. W ramach SDSS jest też obserwowana pewna liczba ekstremalnie jasnych galaktyk, za pomocą których możemy sięgnąć w głąb Wszechświata na ponad 5 mld lat świetlnych. Źródłem informacji o rozmieszczeniu materii w skalach mniejszych od 100 min lat świetlnych są linie absorpcyjne wytwarzane w widmach kwazarów przez obłoki międzygalaktyczne. Korzystając ze wszystkich tych danych, kosmolodzy starają się zbadać związek między widmem mocy uzyskanym z obserwacji galaktyk (które próbkuje kosmiczne struktury w chwili obecnej i w niezbyt odległej przeszłości) i widmem uzyskanym z obserwacji promieniowania reliktowego (które próbkuje strukturę wczesnego Wszechświata). Widmo mocy promieniowania reliktowego ma szereg wyraźnych maksimów, których położenie i amplituda zależą od globalnych parametrów Wszechświata. Astronomowie mają nadzieję znaleźć odpowiadające im maksima w widmie mocy rozmieszczenia galaktyk. Jeśli im się uda, zdobędą kolejny, bardzo mocny dowód na to, że teoria niestabilności grawitacyjnej jest poprawna.

Badając coraz dalsze obiekty, podróżujemy coraz dalej wstecz w czasie.2 Przy jednej z takich podróży pojawił się kolejny problem. Oczekiwano, że gdy we Wszechświecie powstawały pierwsze galaktyki, fluktuacje gęstości ciemnej materii nie były zbyt silne, ponieważ grawitacja nie miała jeszcze dostatecznie dużo czasu na to, by je wzmocnić. Jednakże dane uzyskane ostatnio przez największe teleskopy naziemne (Very Large Telescope, który należy do European Southern Observatory i znajduje się w Chile oraz Teleskop Kecka, który należy do konsorcjum uniwersytetów amerykańskich i znajduje się na Hawajach) zdają się przeczyć tym oczekiwaniom. Niezwykle odlegle galaktyki pogrupowane są w takie same włókniste i bąblowate struktury jak w dzisiejszym Wszechświecie. To dziwne. Oznaczałoby to bowiem, że w przeciwieństwie do galaktyk powstałych później pierwsze galaktyki były silnie „obciążone” (tzn. formowały się tylko tam, gdzie gęstość ciemnej materii była wystarczająco wysoka). Fakt ten może być kluczem do zrozumienia procesów, które doprowadziły do pojawienia się galaktyk we Wszechświecie.

Tagi: galaktyka, materia, promieniowanie

Katalog

Partnerzy

Reklama