La scurt timp după ce telescopul spațial James Webb și-a început operațiunile științifice, astronomii au anunțat că au descoperit galaxii în universul timpuriu care erau mai mari, mai strălucitoare și pline de stele pentru vârstele lor. În timp ce titlurile din întreaga lume susțin că aceste galaxii „rup” înțelegerea noastră despre Big Bang, adevărul este mai complex – și mai interesant.
Teoria Big Bang este imaginea noastră generală a istoriei universului, începând din trecutul său profund, când universul era mai mic, mai fierbinte și mai dens decât este astăzi. Acest model, dezvoltat inițial la începutul secolului al XX-lea, a trecut o serie de teste observaționale și este extrem de bun în explicarea unei varietăți de observații cosmologice, inclusiv deplasarea la roșu a luminii din galaxii îndepărtate și apariția radiațiilor reziduale ca radiație de fond , abundența elementelor luminoase și evoluția galaxiilor și a structurilor mai mari.
Deși teoria Big Bang nu poate spune cu certitudine care galaxii vor apărea unde vor apărea, poate vorbi despre probabilități. De exemplu, cosmologii pot spune aproximativ câte galaxii mici, câte galaxii medii și câte galaxii mari ar trebui să apară într-o anumită dimensiune la o anumită vârstă în univers. Dar până la telescopul spațial James Webb, nu am avut acces direct la etapele incipiente ale evoluției galaxiilor – ceva pentru care telescopul a fost special conceput pentru a studia.
În 2022, astronomii au anunțat că au găsit galaxii foarte îndepărtate și ciudat de mari. Au măsurat tura roșie Dintre galaxii sunt mai mult de 16, ceea ce înseamnă că aceste galaxii Au existat doar la 200 până la 250 de milioane de ani după Big BangCu toate acestea, era imens și părea complet format, cu brațe spiralate și tot.
Legate de: Nu, Teoria Big Bang-ului nu este „întreruptă”. Iată cum știm asta.
Aceste galaxii păreau departe de predicțiile teoriei Big Bang; A fost ca și cum ai găsi adolescenți într-o clasă de grădiniță. Deci ce se întâmplă?
Cosmologie curbată
Au apărut titluri îndrăznețe ale ziarelor care declară moartea Teoriei Big Bang. Dar aceste povești au omis un detaliu crucial: astronomii au estimat deplasările spre roșu ale acestor galaxii printr-o tehnică cunoscută sub numele de fotometrie, care este foarte incertă. O evaluare completă a capacității acestor galaxii de a „spărge” cosmologia trebuie să aștepte până când se poate obține o măsurare mai precisă a deplasării lor spre roșu și, prin urmare, a vârstei lor.
Când acele măsurători mai precise au venit câteva luni mai târziu, acele galaxii au trecut de la a fi galaxii record la a fi doar galaxii obișnuite. De exemplu, deplasarea către roșu a unei galaxii a fost modificată de la mai mult de 16 la doar 4,9, mucându-și vârsta de la 240 de milioane de ani după Big Bang la mai mult de un miliard de ani. Este timp mai mult decât suficient pentru ca teoria obișnuită a Big Bang-ului să-și explice dimensiunile și formele.
Dar, pe lângă aceste revizuiri mai puțin interesante, au apărut unele deplasări către roșu confirmate pentru alte galaxii, inclusiv JADES-GS-z14-0, cea mai îndepărtată galaxie cunoscută în prezent, care are o deplasare către roșu de 14,32. Această galaxie era vie și bine când universul avea doar 290 de milioane de ani.
Astronomii au prezis existența galaxiilor la 290 de milioane de ani după Big Bang; De aceea au construit telescopul James Webb. Ca galaxie, Gadis-GS-Z14-0 este hotărât de mică în dimensiune – doar 1.600 de ani lumină în diametru, în comparație cu 100.000 de ani lumină în diametrul Căii Lactee. Dar, în mod interesant, galaxia este destul de strălucitoare și plină de stele – nu suficient pentru a sparge cosmologia definitiv, ci suficient pentru a ridica câteva întrebări despre originile și evoluția primelor galaxii care au apărut în univers.
Cosmologia construcției
Este foarte posibil ca teoria Big Bang să fie greșită; Oamenii de știință trebuie să mențină disciplina mentală pentru a recunoaște această posibilitate. Dar cu o cantitate atât de mare de dovezi care susțin această teorie, este puțin probabil ca teoria Big Bang să poată fi infirmată printr-o singură observație. Merită să repetăm că telescopul James Webb face exact ceea ce l-am proiectat și construit pentru a face: răspunde la câteva dintre întrebările cheie rămase despre cum au apărut primele stele și galaxii.
Este foarte posibil ca cosmologii să poată explica apariția unor galaxii precum JADES-GS-z14-0 în contextul Big Bang-ului fără a fi nevoie să facă modificări majore. De exemplu, găuri negre Este posibil ca aceste galaxii să fi apărut înaintea noastră, iar gravitația lor ultra-puternică ar fi dat naștere la explozii strălucitoare de formare a stelelor. Sau poate Supernova Feedback-ul și alte mecanisme au făcut ca primele galaxii să fie mai bogate în stele decât galaxiile de astăzi, făcând ca acele galaxii timpurii să pară mărețe în ciuda dimensiunilor lor mici.
Observațiile noastre inițiale pot fi orientate către aceste galaxii mici, dar luminoase, iar campaniile suplimentare pot dezvălui grupuri mai mari de galaxii mai banale, reducând astfel tensiunea cu modelele de formare a galaxiilor.
În cele din urmă, ar putea fi nevoie să adăugăm câteva ingrediente noi universului, cum ar fi să permitem energiei întunecate să evolueze în timp, pentru a produce acest tip de galaxie în vremuri atât de timpurii.
Acest lucru este interesant în sine, fără a fi nevoie să răsturnăm teoria Big Bang așa cum o cunoaștem noi. Există suficiente mistere și colțuri ascunse în univers pentru a-i ține pe astronomi trează toată noaptea, întrebându-se despre posibilități – și dimineața pentru a continua să studieze cum să le rezolve.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”