Ao longo da história cósmica, forças poderosas agiram sobre a matéria, reformulando o universo em uma rede de estruturas cada vez mais complexa.
Agora, uma nova pesquisa liderada por Joshua Kim e Mathew Madhavacheril na Universidade da Pensilvânia e seus colaboradores no Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley sugere que nosso universo se tornou “mais confuso e complicado” nos cerca de 13,8 bilhões de anos, ou melhor, a distribuição da matéria ao longo dos anos é menos “desajeitada” do que o esperado.
“Nosso trabalho correlacionou dois tipos de conjuntos de dados de pesquisas complementares, mas muito distintas”, diz Madhavacheril, “e o que descobrimos foi que, na maioria das vezes, a história da formação de estrutura é notavelmente consistente com as previsões da gravidade de Einstein. Vimos uma dica por uma pequena discrepância na quantidade de aglomerado esperado em épocas recentes, cerca de quatro bilhões de anos atrás, o que poderia ser interessante de perseguir “.
Os dados, publicados no Jornal de Cosmologia e Física das Astropartículas e o servidor pré -impressão arxivAssim, Vem do ATACAMA COSMOLOGY TECESCOPO (ACT) Lançamento de dados (DR6) e do instrumento espectroscópico de energia escura (DESI) ano 1. Madhavacheril diz que emparelhar esses dados permitiu à equipe colocar tempo cósmico de uma maneira que se assemelha à empilhamento de transparências de cósmico antigo Fotografias sobre as recentes, dando uma perspectiva multidimensional do cosmos.
“Ato, cobrindo aproximadamente 23% do céu, mostra uma imagem da infância do universo usando uma luz distante e fraca que está viajando desde o Huge Bang”, diz o primeiro autor do jornal Joshua Kim, pesquisador de pós -graduação do grupo Madhavacheril . “Formalmente, essa luz é chamada de fundo cósmico de microondas (CMB), mas às vezes chamamos de foto do bebê do universo, porque é um instantâneo de quando tinha cerca de 380.000 anos”.
O caminho dessa luz antiga ao longo do tempo evolutivo, ou como o universo envelheceu, não foi reto, explica Kim. As forças gravitacionais de estruturas grandes, densas e pesadas, como grupos de galáxias no cosmos, estão distorcendo o CMB, como uma imagem é distorcida à medida que viaja por um par de óculos. Esse “efeito de lente gravitacional”, que foi previsto pela primeira vez por Einstein há mais de 100 anos, é como os cosmologistas fazem inferências sobre suas propriedades, como distribuição de matéria e idade.
Os dados da Desi, por outro lado, fornecem um registro mais recente do Cosmos. Sediada no Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona, e operado pelo Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley, Desi está mapeando a estrutura tridimensional do universo, estudando a distribuição de milhões de galáxias, particularmente galáxias vermelhas luminosas (LRGs). Essas galáxias atuam como marcos cósmicos, possibilitando que os cientistas rastreem como a matéria se espalhou por bilhões de anos.
“Os LRGs da DESI são como uma imagem mais recente do universo, mostrando -nos como as galáxias são distribuídas a distâncias variadas”, diz Kim, comparando os dados à foto do anuário da escola secundária do universo. “É uma maneira poderosa de ver como as estruturas evoluíram do mapa CMB para onde estão as galáxias hoje.
Ao combinar os mapas de lente dos dados CMB do ACT com os LRGs da DESI, a equipe criou uma sobreposição sem precedentes entre a história cósmica antiga e recente, permitindo que eles comparem diretamente as medições do universo precoce e do closing. “Esse processo é como uma tomografia computadorizada cósmica”, diz Madhavacheril, “onde podemos examinar diferentes fatias de história cósmica e rastrear como a matéria se aglomerava em diferentes épocas. Isso nos dá uma análise direta sobre como a influência gravitacional da matéria mudou sobre bilhões de anos. “
Ao fazer isso, eles notaram uma pequena discrepância: a aglomerada ou as flutuações de densidade, esperadas em épocas posteriores, não correspondiam às previsões. Sigma 8 (σ8), uma métrica que mede a amplitude das flutuações da densidade da matéria, é um fator -chave, diz Kim, e os valores mais baixos de σ8 indicam menos aglomerados do que o esperado, o que pode significar que as estruturas cósmicas não evoluíram de acordo com as previsões Dos modelos de universo do início e sugere que o crescimento estrutural do universo pode ter diminuído de maneira a maneiras de os modelos atuais não explicar completamente.
Essa ligeira discordância das expectativas, ele explica: “não é forte o suficiente para sugerir nova física conclusivamente – ainda é possível que esse desvio seja puramente por acaso”.
Se, de fato, o desvio não for por acaso, alguma física não contabilizada pode estar em jogo, moderando como as estruturas se formam e evoluem ao longo do tempo cósmico. Uma hipótese é que a energia sombria – a força misteriosa que se pensa em impulsionar a expansão acelerada do universo – poderia estar influenciando a formação de estrutura cósmica mais do que o entendido anteriormente.
Avançando, a equipe trabalhará com telescópios mais poderosos, como o próximo Observatório Simons, que refinará essas medidas com maior precisão, permitindo uma visão mais clara das estruturas cósmicas.
