Mai 29, 2024

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Riesige Struktur, die im Weltraum lauert, stellt unser Verständnis des Universums in Frage: ScienceAlert

Riesige Struktur, die im Weltraum lauert, stellt unser Verständnis des Universums in Frage: ScienceAlert

Die massive Struktur im fernen Universum stellt unser Verständnis der Entstehung des Universums in Frage.

Im Licht, das 6,9 Milliarden Jahre zurückgelegt hat, um uns zu erreichen, haben Astronomen einen riesigen, nahezu perfekten galaktischen Ring mit einem Durchmesser von etwa 1,3 Milliarden Lichtjahren entdeckt. Es entspricht keiner bekannten Struktur oder einem bekannten Bildungsmechanismus.

Der Große Ring, wie seine Struktur genannt wird, könnte bedeuten, dass wir das Standardmodell der Kosmologie ändern müssen.

Diese Entdeckung wurde von der Astronomin Alexia Lopez von der University of Central Lancashire geleitet. Eingereicht Auf der 243. Tagung der American Astronomical Society im Januar wurde es in A erwähnt Vordruckpapier ist bei arXiv erhältlich.

Der Große Ring (blau) und der Riesenbogen (rot). (Universität von Central Lancashire)

Es ist die zweite riesige Struktur, die Lopez und ihre Kollegen entdeckt haben. Der erste, Giant Sagittarius genannt, befindet sich tatsächlich im selben Teil des Himmels. Im gleichen Abstand. Als die Entdeckung des Schützen im Jahr 2021 bekannt gegeben wurde, verwirrte sie die Astronomen. Der große Ring vertieft das Geheimnis nur.

„Keine dieser supermassiven Strukturen ist mit unserem derzeitigen Verständnis des Universums leicht zu erklären.“ sagte Lopez im Januar. „Ihre extrem große Größe, ihre markanten Formen und ihre kosmische Nähe verraten uns sicherlich etwas Wichtiges – aber was genau?“

Der direkte Zusammenhang scheint die sogenannte Baryon Acoustic Oscillation (BAO) zu sein. Hierbei handelt es sich um riesige kreisförmige Anordnungen von Galaxien, die im gesamten Weltraum zu finden sind. In Wirklichkeit handelt es sich um Kugeln, Fossilien von Schallwellen, die sich im frühen Universum ausbreiteten und dann erstarrten, als der Weltraum so stark wurde, dass sich ausbreitende Schallwellen nicht mehr ausbreiten konnten.

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Der große Ring ist kein BAO. Die BAOs haben alle eine konstante Größe und einen Durchmesser von etwa einer Milliarde Lichtjahren. Eine genaue Untersuchung des großen Rings zeigt, dass er der Form eines Schlüssels ähnelt, der so ausgerichtet wurde, dass er wie ein Ring aussieht.

Ein Diagramm der Galaxien, das den großen Ring zeigt, der ungefähr bei 0 auf der x-Achse zentriert ist. (Universität von Central Lancashire)

Damit bleibt die Frage unbeantwortet: Was zum Teufel ist das? Was bedeutet das für das kosmologische Prinzip, das besagt, dass ein gegebener Raumabschnitt in alle Richtungen allen anderen Raumabschnitten sehr ähnlich aussehen sollte?

„Wenn wir das Universum im großen Maßstab betrachten, gehen wir davon aus, dass die Materie überall im Weltraum gleichmäßig verteilt ist, sodass es ab einer bestimmten Größe keine auffälligen Unregelmäßigkeiten mehr geben sollte.“ Lopez erklärte.

„Kosmologen schätzen, dass das aktuelle theoretische Maximum der Strukturen 1,2 Milliarden Lichtjahre beträgt, doch beide Strukturen sind viel größer – der Riesenbogen ist etwa dreimal größer und der Umfang des großen Rings entspricht in etwa der Länge des Riesenbogens.“ .“

Aber die Größe ist nur eines der Probleme. Das andere ist, was Kosmologie bedeutet, also das Studium der Entwicklung des Universums. Das aktuelle Modell ist das Modell, das derzeit am besten zu unseren Beobachtungen passt, aber es gibt einige Merkmale, die innerhalb seines Rahmens schwer zu erklären sind.

Es wurden andere Modelle vorgeschlagen, um diese Funktionen zu berücksichtigen. Unter einem solchen Vorbild, Roger Penrose Konforme periodische KosmologieWährend das Universum die endlosen Expansionszyklen des Urknalls durchläuft, werden Ringstrukturen erwartet – obwohl es erwähnenswert ist, dass eine entsprechende periodische Kosmologie dies tun könnte Große eigene Probleme.

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Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass es sich bei den Strukturen um eine Art topologischer Defekt im Raum-Zeit-Gefüge handelt, der als kosmische Strings bekannt ist. Es wird angenommen, dass diese den breiten Protonenfalten ähneln, die im frühen Universum entstanden, als sich die Raumzeit ausdehnte, und dann an Ort und Stelle erstarrten. Wir haben nicht viele physikalische Beweise für kosmische Strings gefunden, aber die theoretischen Beweise sind sehr vielversprechend.

Im Moment weiß niemand genau, was der große Ring und die riesige Schleife bedeuten. Es könnte sich lediglich um zufällige Anordnungen von Galaxien handeln, die über den Himmel kreisen, obwohl die Wahrscheinlichkeit dafür sehr gering erscheint.

Die beste Hoffnung besteht darin, weitere dieser Galaxienanordnungen zu finden, die über das ganze Universum verstreut sind und sich vor aller Augen verstecken.

„Aufgrund aktueller kosmologischer Theorien hielten wir Strukturen dieser Größenordnung nicht für möglich.“ sagte Lopez. „Wir können in unserem gesamten beobachtbaren Universum eine sehr große Struktur erwarten. Allerdings sind der Große Ring und der Riesenbogen zwei massive Strukturen, und sie sind sogar kosmologisch benachbart, was ziemlich bemerkenswert ist.“

Die Forschungsergebnisse wurden auf der 243. Sitzung des Ausschusses vorgestellt Amerikanische Astronomische Gesellschaft Es wird in A erwähnt Vorabdruckpapier bei arXiv.org.

Eine frühere Version dieses Artikels wurde im Januar 2024 veröffentlicht.