Ny undersøgelse antyder eksotisk oprindelse for det kolde sted

Det er usandsynligt, at et superhul kan forklare en 'kold plet' i den kosmiske mikrobølgebaggrund, ifølge resultaterne af en ny undersøgelse, efterlader plads til eksotiske forklaringer som en kollision mellem universer. Forskerne, ledet af postgraduate studerende Ruari Mackenzie og professor Tom Shanks i Durham University's Center for Extragalactic Astronomy, offentliggøre deres resultater i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB), et levn fra Big Bang, dækker hele himlen. Ved en temperatur på 2,73 grader over det absolutte nulpunkt (eller -270,43 grader Celsius), CMB har nogle uregelmæssigheder, inklusive det kolde sted. Denne funktion, omkring 0,00015 grader koldere end omgivelserne, blev tidligere hævdet at være forårsaget af et stort tomrum, milliarder af lysår på tværs, indeholder relativt få galakser.

Den accelererende udvidelse af universet får hulrum til at efterlade subtile rødforskydninger på lyset, når det passerer igennem via den integrerede Sachs-Wolfe-effekt. I tilfældet med CMB observeres dette som kolde aftryk. Det blev foreslået, at et meget stort tomrum i forgrunden kunne, delvis, præge CMB Cold Spot, som har været en kilde til spænding i modeller af standard kosmologi.

Tidligere, de fleste søgninger efter et supervoid forbundet med det kolde sted har estimeret afstande til galakser ved hjælp af deres farver. Med universets udvidelse får fjernere galakser deres lys skiftet til længere bølgelængder, en effekt kendt som en kosmologisk rødforskydning.

Jo fjernere galaksen er, jo højere dens observerede rødforskydning. Ved at måle farverne på galakser, deres røde forskydninger, og dermed deres afstande, kan estimeres. Disse målinger har dog en høj grad af usikkerhed.

I deres nye arbejde, Durham-teamet præsenterede resultaterne af en omfattende undersøgelse af rødforskydningerne på 7, 000 galakser, høstet 300 ad gangen ved hjælp af en spektrograf indsat på det anglo-australske teleskop. Fra dette datasæt med højere kvalitet, Mackenzie og Shanks ser ingen beviser for et supervoid, der er i stand til at forklare det kolde sted inden for standardteorien.

Forskerne fandt i stedet ud af, at Cold Spot-regionen, før nu menes at være underbefolket med galakser, er opdelt i mindre hulrum, omgivet af galaksehobe. Denne 'sæbeboble' struktur er meget som resten af ​​universet, illustreret i figur 2 ved den visuelle lighed mellem galaksefordelingerne i Cold Spot-området og et kontrolfelt andetsteds.

Mackenzie kommenterede:"De tomrum, vi har opdaget, kan ikke forklare det kolde sted under standard kosmologi. Der er mulighed for, at en eller anden ikke-standardmodel kunne foreslås for at forbinde de to i fremtiden, men vores data sætter kraftige begrænsninger for ethvert forsøg på at gøre det ."

Hvis der virkelig ikke er noget superhul, der kan forklare det kolde sted, simuleringer af universets standardmodel giver odds 1 ud af 50 på, at Cold Spot opstod ved et tilfælde.

Shanks tilføjede:"Dette betyder, at vi ikke helt kan udelukke, at Spot er forårsaget af en usandsynlig udsving forklaret af standardmodellen. Men hvis det ikke er svaret, så er der mere eksotiske forklaringer.

'Måske den mest spændende af disse er, at Cold Spot blev forårsaget af en kollision mellem vores univers og et andet bobleunivers. Hvis yderligere, mere detaljeret, analyse af CMB-data viser, at dette er tilfældet, så kan det kolde sted blive taget som det første bevis for multiverset - og milliarder af andre universer kan eksistere som vores eget."

I øjeblikket, alt, der kan siges, er, at manglen på et overrum til at forklare det kolde sted har vippet balancen mod disse mere usædvanlige forklaringer, ideer, der skal testes yderligere ved mere detaljerede observationer af CMB.