Umělecké znázornění mladého vesmíru. Kredit: Minh Nguyen, University of Michigan & Thanh Nguyen.

Náš vesmír připomíná jiskřivou pavučinu, která se proplétá temnotou. Vzhledem k tomu, že vesmír vybuchl Velkým třeskem asi před 13,8 miliardami let, kosmická pavučina od té doby rostla až do dnešní podoby. Na její vlákna, ověnčená kupami galaxií, se nabalovalo stále více hmoty. Je v tom ale háček.

Tým fyziků americké University of Michigan zjistil, že kosmická pavučina roste podstatně pomaleji, než předpovídá obecná relativita v mainstreamovém kosmologickém modelu Lambda-CMD s chladnou temnou hmotou. Nhat-Minh Nguyen a jeho kolegové přišli na to, že cosi potlačuje růst největších kosmických struktur, a to mnohem silněji, než jak lze vyvodit z působení temné energie ve zmíněném modelu. Temná energie byla vymyšlena proto, aby vysvětlila zrychlování rozpínání vesmíru. A to rozpínání by zase mělo brzdit růst kosmických struktur. Jenomže něco brzdí silněji než by měla temná energie.

Nhat-Minh Nguyen. Kredit: University of Michigan.Nhat-Minh Nguyen. Kredit: University of Michigan.

Badatelé zkoumali růst největších vesmírných struktur v průběhu historie vesmíru. Použili k tomu několik metod, které fungují jako kosmologické sondy do historie. Jedna z nich je postavená na detailní analýze reliktního mikrovlnného záření (CMB), další zase využívá slabé gravitační čočkování, vytvářené působením hmoty na záření velmi vzdálených objektů. Použili také pohyby galaxií v blízkosti Mléčné dráhy.

Jak uvádí Nguyen každá z jejich metod jednotlivě i všechny společně ukazují na to, že potlačení růstu kosmické pavučiny reálně existuje. Podle Nguyena buď máme v uvedených metodách zásadní systematické chyby anebo tady ve Standardním kosmologickém modelu narážíme na nějakou novou fyziku.

Logo. Kredit: University of Michigan.

Nguyen a jeho kolegové se svým výzkumem zasahují do jedné z nejvýznamnějších anomálií dnešní kosmologie, které vznikají rozporem mezi modelem Lambda-CMD a pozorováním vesmíru. Jde o problém „napětí sigma-8“ (sigma-8 tension), který vyvěrá z rozporu mezi daty z pozorování reliktního mikrovlnného záření a daty z pozorování kup galaxií. Sigma-8 je parametr modelu Lambda-CMD, který popisuje fluktuace hmoty ve velkém měřítku a vyjadřuje růst kosmických struktur. Z pozorování CMB plyne hodnota pro tento parametr 0,8159, zatímco z kup galaxií 0,745.

Pro kosmology je tato anomálie bolestivá. Nguyenův tým navrhuje jako řešení zpomalování růstu kosmické pavučiny. I když je jeho mechanismus nejasný, obě zmíněné hodnoty parametru sigma-8 takové zpomalování přivádí do perfektního souladu.

Video: Weak Lensing and the S8 Tension by Bhuvnesh Jain

Literatura

Techxplorist 18. 9. 2023.

Physical Review Letters 131: 111001.