Telescopul spațial James Webb, care nici măcar nu și-a încheiat primul an complet de observații, a oferit câteva lucruri cu adevărat uimitoare. Dar mijlocul Fotografii uluitoare Și rezultatele fără precedent, a existat o afirmație tentantă: că telescopul a descoperit galaxii în universul incredibil de tânăr. Acele galaxii erau atât de masive și au apărut atât de devreme încât, după cum pretindeau titlurile ziarelor, s-au „rupt”. marea explozie Modelul cosmologic.
Această afirmație a devenit virală, dar, ca și în multe lucruri de pe internet, pur și simplu nu este adevărată.
Acum, există mai multe cercetări pentru a sprijini Big Bang-ul. Recent, cercetătorii au aruncat o privire mai atentă asupra datelor și au ajuns la concluzia că galaxiile îndepărtate pe care le descoperise Telescopul spațial James Webb Ea este, de fapt, destul de în concordanță cu înțelegerea noastră modernă despre Cosmologie.
Legate de: Telescopul spațial James Webb nu a infirmat Big Bang-ul. Iată cum s-a răspândit această minciună.
Problema potențială a galaxiilor îndepărtate nu este că ele există. De fapt, formularea modernă a teoriei Big Bang, numită cosmologie ΛCDM (însemnând energie întunecată, CDM este prescurtarea pentru „materie întunecată rece”), prezice apariția galaxiilor în universul foarte tânăr. Acest lucru se datorează faptului că cu miliarde de ani în urmă, nu a existat galaxiisau chiar stele, Absolut. Când universul nostru era mult mai mic și mai dens decât este astăzi, totul era mult mai uniform, doar mici diferențe de densitate apărând ici și colo la întâmplare.
Dar, în timp, aceste diferențe de densitate au crescut, deoarece buzunarele mai dense au tras mai mult material pe ele. De-a lungul a sute de milioane de ani, acele buzunare s-au format în primele stele și, în cele din urmă, au crescut în ele Primele galaxii.
De fapt, unul dintre obiectivele principale ale telescopului Webb a fost Descoperiți și caracterizați acele prime galaxiiașa că găsirea galaxiilor în universul incredibil de tânăr este un punct în favoare Pentru Teoria Big Bang, nu împotriva ei.
Atunci care este conflictul? Tensiunea aparentă a apărut din cauza maselor estimate ale acelor galaxii. Multe dintre ele erau foarte mari – peste 10^10 masele solare. Acesta este încă mult mai mic decât Calea lacteedar pentru universul timpuriu, ele sunt foarte gigantice.
Cercetătorii care au descoperit aceste galaxii au estimat că masele lor mari le pun în tensiune cu multe modele de galaxii formarea galaxiilor si evolutie. În cele din urmă, cercetătorii au susținut că ar putea fi posibil chiar și fără un model de formare a galaxiilor în cadrul ΛCDM să se creeze atât de repede galaxii atât de mari.
O chestiune de dezbatere
Dar aceste afirmații erau condiționate de măsurarea distanțelor exacte până la acele galaxii – o sarcină extrem de dificilă la distanțe atât de extreme. Pentru galaxiile record care pot fi în tensiune cu modelele cosmologice, cercetătorii s-au bazat pe ceva numit redshift fotonic, care potrivește spectrul de lumină brut al unei galaxii la un model pentru a estima distanța acesteia.
Această metodă este notoriu de nesigură, cu efecte minore – cum ar fi excesul de praf din jurul galaxiilor – făcându-le să pară mai îndepărtate decât sunt în realitate.
Pentru a aprecia cu exactitate dacă Big Bang-ul a avut probleme, o nouă echipă de cercetători a folosit Webb pentru a cartografi galaxiile cu o metodă mai precisă și mai fiabilă de determinare a distanței, cunoscută sub numele de deplasare spectrală spre roșu. Această tehnică identifică linii spectrale ale elementelor cunoscute emise de galaxii și le folosește pentru a măsura tura roșieDe aici distanța până la galaxii.
Folosind această tehnică mai precisă, echipa a găsit un eșantion de patru galaxii. Toate acele galaxii erau la fel de departe ca galaxiile identificate anterior, dar au confirmat distanțe sigure. Cu toate acestea, aceste galaxii aveau mase mult mai mici: aproximativ 10^8 și 10^9 mase solare.
Deci întrebarea devine, ΛCDM permite acestor galaxii mai mici să existe la o vârstă atât de fragedă în istoria universului, sau tensiunea este încă prezentă?
Vine simularea
Construirea galaxiilor nu este o sarcină ușoară. În timp ce matematica pe hârtie poate permite cosmologilor să traseze istoria generală și evoluția universului în cadrul modelului ΛCDM, formarea galaxiilor implică o interacțiune complexă a multor tipuri de fizică: gravitatieși formarea stelelor Supernova explozii, distribuirea prafului, raze cosmicecâmpuri magnetice și multe altele.
Calcularea tuturor acestor interacțiuni necesită utilizarea unor simulări de supercomputer care iau starea inițială, primordială a universului așa cum era acum miliarde de ani și urmează legile fizicii pentru a construi galaxii artificiale. Acesta este singurul mod de a lega ceea ce vedem în lumea reală (galaxii) la parametrii de bază ai modelului ΛCDM (cum ar fi magnitudinea normală și materie întunecată în univers).
Simulările au permis cercetătorilor să se joace cu multe modele. Dacă niciun model nu ar putea genera galaxii de această masă la acea vârstă, ΛCDM ar avea probleme.
Din fericire, nu au existat astfel de probleme. Apariția galaxiilor cu mase solare 10^8 în universul timpuriu nu a fost o cursă pentru ΛCDM, a explicat echipa în lucrarea lor, care a fost trimisă la The Astrophysical Journal. arXiv.
Ca de obicei, acesta nu este răspunsul final. Astronomii ar putea confirma o distanță până la o galaxie foarte mare din universul timpuriu, care ne poate obliga să ne regândim înțelegerea formării galaxiilor și poate chiar modelul cosmologic ΛCDM. În știință, este întotdeauna important să păstrați o minte deschisă. Dar afirmațiile exagerate din primele date ale lui Webb nu sunt încă suficiente pentru a vă face griji.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”