O structură cosmică uriașă sfidează legile Universului: cum putem explica această anomalie incredibilă?

Conform modelelor cosmologice actuale, Universul ar trebui să fie relativ omogen atunci când este observat la o scară foarte mare. Aceasta înseamnă că galaxiile, roiurile de stele și golurile cosmice ar trebui să fie distribuite într-o manieră uniformă din punct de vedere statistic. Însă acum o anomalie spectaculoasă a ajuns să dea peste cap această ipoteză: Marele Zid al lui Hercule și Corona Borealis – numit HerCrbGW – o megastructură a cărei dimensiune sfidează înțelegerea și care ar putea pune sub semnul întrebării anumite fundamente ale cosmologiei moderne.

Descoperită inițial în 2013 pe o hartă a exploziilor de raze gamma (GRB), HerCrbGW se impusese deja ca cea mai mare structură identificată vreodată în universul observabil. Spre comparație, Marele Zid Sloan (SGW), un alt roi de galaxii bine-cunoscut, are un diametru de aproximativ 1,3 miliarde de ani-lumină. HerCrbGW are o lungime de 10 miliarde de ani-lumină, o lățime de 7,2 miliarde de ani-lumină și o grosime de aproape un miliard de ani-lumină. Este de 100.000 de ori mai mare decât Calea Lactee. Această dimensiune neobișnuită este izbitoare deoarece pare să încalce principiul cosmologic: o regulă fundamentală conform căreia universul ar trebui să fie omogen și izotrop la scară largă. Dacă o structură de această dimensiune există cu adevărat, acest lucru sugerează că înțelegerea noastră despre distribuția materiei în univers este incompletă… sau chiar incorectă.

Pentru a detecta o astfel de structură, astronomii nu se bazează exclusiv pe observarea galaxiilor vizibile. Ei folosesc un instrument mult mai precis și relevant din punct de vedere cosmologic: exploziile de raze gamma (GRB, gamma ray burst). Acestea sunt explozii uriașe de energie – cele mai puternice din univers – cauzate de evenimente extreme precum colapsul stelelor masive sau fuziunea stelelor neutronice. GRB-urile sunt atât de strălucitoare încât pot fi detectate la distanțe care depășesc 10 miliarde de ani-lumină, mult dincolo de raza de acțiune a telescoapelor optice. Prin cartografierea distribuției lor pe cer, oamenii de știință pot observa structura cosmosului îndepărtat. Și tocmai o anomalie a acestei distribuții a dezvăluit existența HerCrbGW: o zonă a cerului unde exploziile de raze gamma sunt mult mai frecvente decât în alte părți, sugerând o supradensitate galactică masivă.

Însăși existența lui HerCrbGW reprezintă o adevărată bătaie de cap pentru cosmologi. Dacă această structură este într-adevăr continuă și legată fizic, atunci ea contrazice predicțiile modelelor de formare a structurilor mari. Conform modelului standard al cosmologiei, bazat pe relativitatea generală și inflația cosmică, este foarte puțin probabil ca structuri mai mari de 1,2 miliarde de ani-lumină să se poată forma – darămite să persiste – în Universul așa cum îl știm. Ar putea structura să rezulte dintr-o aliniere întâmplătoare a mai multor superroiuri distincte? Aceasta este o ipoteză. Însă cele mai recente analize, publicate în revista Universe, tind să arate că distribuția GRB-urilor nu este nici aleatorie, nici explicabilă printr-o eroare de eșantionare cunoscută. Ar fi, așadar, o entitate coerentă și gigantică.

HerCrbGW ar putea fi doar prima dintr-o serie de structuri cosmologice mari care sunt încă puțin înțelese. Alte anomalii, cum ar fi Marele Atractor sau Pata Rece al radiației cosmice de fond, sugerează un univers care ar putea fi mai complex decât se aștepta. Unul dintre cercetătorii care au contribuit la aceste noi estimări, Jon Hakkila, a recunoscut în 2015: „Modelele teoretice care descriu formarea acestor structuri par a fi în contradicție cu observațiile. O afirmație plină de semnificații, care îndeamnă la o regândire a ipotezelor noastre despre structura universului.” Ceea ce dezvăluie HerCrbGW nu este doar o concentrație uriașă de galaxii: este o potențială eroare în interpretarea noastră despre univers. Această structură reprezintă o provocare semnificativă pentru teoriile standard și ar putea deschide calea către noi concepții despre materia întunecată, energia întunecată sau chiar topologia universului.

În anii următori, noi misiuni de observare – precum Euclid sau Telescopul Spațial James Webb – ar putea oferi o mai bună înțelegere a originii și naturii acestor megastructuri. Între timp, un lucru este sigur: Universul mai are multe secrete să ne dezvăluie.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România