Kunne koldt sted på himlen være et blåt mærke fra en kollision med et parallelt univers?

Forskere har længe forsøgt at forklare oprindelsen af ​​en mystisk, stort og unormalt koldt område af himlen. I 2015 de var tæt på at finde ud af det, da en undersøgelse viste, at det var et "superhulrum", hvor tætheden af ​​galakser er meget lavere, end den er i resten af ​​universet. Imidlertid, andre undersøgelser har ikke formået at replikere resultatet.

Nu ny forskning ledet af Durham University, indsendt til offentliggørelse i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, antyder, at supervoid-teorien ikke holder stik. Spændende nok, der åbner en ret vild mulighed - det kolde sted kan være beviset på en kollision med et parallelt univers. Men før du bliver for ophidset, lad os se på, hvor sandsynligt det faktisk ville være.

Det kolde sted kan ses på kort over den "kosmiske mikrobølgebaggrund" (CMB), som er den stråling, der er tilbage fra universets fødsel. CMB er som et fotografi af, hvordan universet så ud, da det var 380, 000 år gammel og havde en temperatur på 3, 000 grader Kelvin. Det, vi finder, er, at det er meget glat med temperaturafvigelser på mindre end en del ud af 10, 000. Disse afvigelser kan forklares ret godt af vores modeller af, hvordan det varme univers udviklede sig op til en alder af 380, 000 år.

Det kolde sted er dog sværere at træne. Det er et område på himlen omkring fem grader på tværs, der er koldere med en del af 18, 000. Dette forventes let for nogle områder, der dækker omkring én grad – men ikke fem. CMB skulle se meget glattere ud på så store skalaer.

Kraften ved galaksedata

Så hvad forårsagede det? Der er to hovedmuligheder. Den ene er, at det kan være forårsaget af et superhulrum, som lyset har rejst igennem. Men det kunne også være et ægte koldt område fra det tidlige univers. Forfatterne af den nye forskning forsøgte at finde ud af det ved at sammenligne nye data om galakser omkring det kolde sted med data fra en anden region på himlen. De nye data blev opnået af det anglo-australske teleskop, den anden af ​​GAMA-undersøgelsen.

GAMA-undersøgelsen, og andre undersøgelser som det, tage "spektrene" af tusindvis af galakser. Spektre er billeder af lys fanget fra en galakse og spredt ud i henhold til dens bølgelængder. Dette giver et mønster af linjer, der udsendes af de forskellige elementer i galaksen. Jo længere væk galaksen er, jo mere udvidelsen af ​​universet flytter disse linjer til at fremstå ved længere bølgelængder, end de ville se ud på Jorden. Størrelsen af ​​denne såkaldte "rødforskydning" giver derfor afstanden til galaksen. Spektre kombineret med positioner på himlen kan give os 3-D kort over galaksefordelinger.

Men forskerne konkluderede, at der simpelthen ikke er et stort nok tomrum af galakser til at forklare det kolde sted – der var ikke noget særligt ved galaksefordelingen foran den kolde plet sammenlignet med andre steder.

Så hvis det kolde sted ikke er forårsaget af et superhulrum, det må være, at der var et virkelig stort koldt område, som CMB-lyset kom fra. Men hvad kunne det være? En af de mere eksotiske forklaringer er, at der var en kollision mellem universer i en meget tidlig fase.

Kontroversiel fortolkning

Ideen om, at vi lever i et "multivers", der består af et uendeligt antal parallelle universer, har længe været betragtet som en mulighed. Men fysikere er stadig uenige om, hvorvidt det kunne repræsentere en fysisk virkelighed, eller om det bare er en matematisk særhed. Det er en konsekvens af vigtige teorier som kvantemekanik, strengteori og inflation.

Kvantemekanikken siger mærkeligt nok, at enhver partikel kan eksistere i "superposition" - hvilket betyder, at den kan være i mange forskellige tilstande samtidigt (såsom steder). Dette lyder bizart, men det er blevet observeret i laboratorier. For eksempel, elektroner kan rejse gennem to spalter på samme tid - når vi ikke ser. Men i det øjeblik vi observerer hver spalte for at fange denne adfærd, partiklen vælger kun én. Det er derfor, i det berømte "Shroedingers kat" tankeeksperiment, et dyr kan være levende og dødt på samme tid.

Men hvordan kan vi leve med sådanne mærkelige implikationer? En måde at fortolke det på er at vælge at acceptere, at alle muligheder er sande, men at de findes i forskellige universer.

Så, hvis der er matematisk støtte for eksistensen af ​​parallelle universer, er det så skørt at tro, at den kolde plet er et aftryk af et kolliderende univers? Rent faktisk, det er yderst usandsynligt.

Der er ingen særlig grund til, at vi lige nu skulle se aftrykket af et kolliderende univers. Ud fra hvad vi ved om, hvordan universet er dannet indtil videre, det virker sandsynligt, at det er meget større, end hvad vi kan observere. Så selvom der er parallelle universer, og vi havde kollideret med et af dem – usandsynligt i sig selv – er chancerne for at vi ville være i stand til at se det i den del af universet, som vi tilfældigvis er i stand til at observere på himlen, svimlende lille.

Avisen bemærker også, at et koldt område af denne størrelse kan forekomme tilfældigt inden for vores standardmodel for kosmologi - med en 1%-2% sandsynlighed. Selvom det gør det usandsynligt, også, det er baseret på en model, der er gennemtestet, så vi kan ikke udelukke det endnu. En anden potentiel forklaring er de naturlige udsving i massefylden, som giver anledning til CMB-temperaturudsvingene. Vi ved, at disse findes på alle skalaer, men de har tendens til at blive mindre i retning af store skalaer, hvilket betyder, at de muligvis ikke er i stand til at skabe et koldt område så stort som det kolde sted. Men det kan simpelthen betyde, at vi er nødt til at gentænke, hvordan sådanne udsving skabes.

Det ser ud til, at det kolde sted på himlen vil fortsætte med at være et mysterium i nogen tid. Selvom mange af forklaringerne derude virker usandsynlige, vi behøver ikke nødvendigvis at afvise dem som ren fantasi. Og selvom det tager tid at finde ud af det, vi bør stadig svælge i, hvor langt kosmologien er kommet i de sidste 20 år. Der er nu en detaljeret teori, der forklarer, for det meste, de herlige temperaturkort over CMB og det kosmiske net af galakser, der spænder over milliarder af lysår.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.