Rymdhålets betydelse

DN rapporterade (via BBC) om att astronomer upptäckt ett gigantiskt tomrum i rymden, men de glömde att förklara varför det är intressant. Det hela rapporteras i ett letter till Astrophysical Journal, men artikeln finns att läsa gratis på arXiv [1].

Sedan länge har man funderat över en mystisk kall fläck på WMAP-kartan över den kosmiska bakgrundsstrålningen. I den kalla fläcken är bakgrundsstrålningen 73µK kallare än normalt och man har länge funderat över dess ursprung. I princip kan man säga att det finns tre alternativa förklaringar: Den enklaste (och tråkigaste) är att det skulle handla om någon felkalibrering av WMAP-datan. Helt enkelt att fläcken uppstått på grund av de många korrektioner man måste göra för att kunna komma från rådata till bilden nedan (en rätt fascinerande historia i sig). Ett annat alternativ är att den kalla fläcken är "ursprunglig", dvs att området var kallare redan vid den sista spridningsytan, "the surface of last scattering", 380000 år efter Big Bang, när protoner och elektroner bildade väteatomer och strålningen slutade att spridas mot de laddade partiklarna. Universum var då ca 3000K och ljuset har sedan dess rödskiftats ungefär en faktor 1000 (z=1000).
Det sista alternativet är att den kalla fläckens ursprung skulle vara "lokal", dvs att den orsakats av något som finns "mellan" oss och den sista spridningen (z≈1). Det är den förklaringen som stöds av den här artikeln.

Artikeln är ganska teknisk, med mycket prat om olika korrektioner och kalibreringar, men det man gjort är att man har undersökt området runt den kalla fläcken med hjälp av ett radioteleskop, Very Large Array (VLA), och letat efter galaxer och kvasarer. Man såg att vid den kalla fläcken fanns ett område som var ljussvagare än resten av himlen, något som också indikerats av tidigare undersökningar. Detta skulle alltså indikera att den kalla fläcken orsakats av en lokal företeelse, ett tomrum. Tomrum därför att ljus från bakgrundsstrålningen som passerar genom ett tomrum får lite lägre energi än det som passerar genom tätare områden (detta kallas den sena integrerade Sachs-Wolfe-effekten). Det stämmer ju också med att området är ljussvagare än övriga himlen.

Man antar nu att den kalla fläcken orsakats av ett tomrum och räknar, så att säga, baklänges ut hur stort det tomrummet skulle vara. Härifrån kommer siffran 1000 miljarder ljusår (r=120-140 Mpc). Det ligger alltså en hel del antaganden bakom den siffran.

Nå, men det intressanta ligger egentligen i att om det skulle vara den riktiga förklaringen till den kalla fläcken (och man har för närvarande ingen annan) så ställer det en del saker på huvet. Enligt den kosmologiska principen så är universum ganska homogent på riktigt stora skalor, så ett så stort hål borde inte finnas. Å andra sidan kräver upprätthållandet av den kosmologiska principen idag ett visst trixande mer hur utspridd den mörka materien är jämfört med den vanliga, ljusa. På New Scientists rymdblogg skriver man om en alternativ teori som menar att universums struktur är fraktal och att det alltså finns struktur i alla skalor. Detta skulle betyda att man får arbeta om hela kosmologin som vi känner den nu.

Än så länge är bevisen för ett gigantiskt hål ganska svaga, framförallt ett där det saknas både ljus och mörk materia, vilket är de som Rudnick et al. räknade på och det som dagens kosmologi inte stödjer, och det är väl ingen anledning att kasta ut allt vi tror oss veta ännu. Fast intressant är det, och om man lyckas bekräfta att tomrummet verkligen finns, och verkligen är tomt, lär det bli en hel del liv kring det.

Läs även hos Populär Astronomi.

[1] L. Rudnick, S. Brown, L.R. Williams, " Extragalactic Radio Sources and the WMAP Cold Spot", arXiv:0704.0908v2 [astro-ph].

Andra bloggar om: astronomi, astrofysik, fysik, vetenskap.