Kupa „El Gordo.“ Kredit: ESO/SOAR/NASA.

Pokud jde o vznik a vývoj vesmíru, máme hrubou představu o Velkém třesku a událostech, které následovaly bezprostředně po něm. S detaily je to slabší. Vědci se stále snaží pochopit, jak vznikaly objekty, které známe v našem zestárlém vesmíru, včetně prvních hvězd, galaxií a galaktických kup.

Jose María Ezquiaga.

Kredit: Niels Bohr Institute.

Podle některých názorů hrály ve vývoji vesmíru, když byl ještě opravdu hodně malý, významnou roli kvantové fluktuace (primordial quantum diffusion). Mohly díky nim vzniknout primordiální černé díry, po nichž dnes vědci usilovně, ale zatím marně pátrají.

Kupa „Pandora.“ Kredit: NASA, ESA, J. Merten (Institute for Theoretical Astrophysics, Heidelberg/Astronomical Observatory of Bologna), and D. Coe (STScI).

Jose María Ezquiaga z dánského institutu Niels Bohr Institute v Kodani a jeho spolupracovníci nedávno zkoumali možnost, že kvantové fluktuace vytvořily ještě podstatně masivnější struktury, než by měly být primordiální černé díry, pokud tedy existují.

Jde o obrovské kupy galaxií, jako je například kupa „El Gordo“ (ACT-CL J0102-4915) v souhvězdí Fénixe, největší kupa galaxií ve vzdáleném vesmíru, jakou jsme kdy pozorovali našimi teleskopy.

Jak říká Ezquiaga, s kolegy původně studovali okolnosti vzniku primordiálních černých děr ve velmi raném vesmíru. Dospěli k tomu, že pokud by kvantové fluktuace dominovaly během kosmologické inflace (jestli proběhla), bylo pro mechanismus za těmito fluktuacemi „jednodušší“ vytvořit velké fluktuace, tedy podstatně větší než ty, co by byly nezbytné pro stvoření primordiálních černých děr.

Z jejich výpočtů každopádně vyplynulo, že kvantové fluktuace ve velmi mladém vesmíru mohly vytvořit nejen primordiální černé díry a galaxie běžné velikosti, ale také masivní kupy galaxií, jako je třeba zmíněná kupa „El Gordo“ nebo třeba kupa „Pandora“ (Abell 2744).

Mimo jiné to znamená, že soudobá pozorování vzdálených galaktických kup, někdy považovaná za problematická kvůli kolizím s představami o vývoji vesmíru, lze vysvětlit poměrně jednoduše, bez nutnosti zavádění nějaké „nové fyziky.“

Video: Jose María Ezquiaga: Exploring the Exponential Tail of Inflationary Perturbations

Literatura

Phys.org 26. 4. 2023.

Physical Review Letters 130: 121003.