Новооткривена космичка мегаструктура доводи у питање постојеће теорије универзума

Научници са Универзитета Централни Ланкашир открили су гигантску структуру у облику прстена у свемиру. Велики прстен на небу удаљен је 9,2 милијарде светлосних година од Земље. Има пречник од око 1,3 милијарде светлосних година, а обим од око четири милијарде светлосних година. Када бисмо могли да га видимо директно на небу, било би потребно око 15 пуних Месеца да га прекрије.

То је друга ултра-велика структура коју је открила докторанткиња Универзитета Централ Ланкашир, Алексија Лопез која је, пре две године, такође открила Џиновски лук на небу. Занимљиво је да су Велики прстен и Џиновски лук, пречника 3,3 милијарде светлосних година, у истом космолошком суседству – виде се на истој удаљености, у исто космичко време и удаљени су само 12 степени на небу.

Ово откриће, представљено на 243. састанку Америчког астрономског друштва у Њу Орлеансу, значајно је јер изгледа да величина Великог прстена пркоси фундаменталној претпоставци космологије која се зове космолошки принцип. По овом принципу,  изнад одређене просторне скале, универзум је хомоген и изгледа идентично у свим правцима.

„На основу тренутних космолошких теорија нисмо претпостављали да су структуре на овој скали могуће“, рекла је Алексија Лопез, „Могли смо да претпоставимо постојање можда једне изузетно велике структуре у нама видљивом делу свемира.“

У теорији, универзум би требало да открије огромно пространство без лица. Ипак, Велики прстен је још једно изненађење на листи великих структура, поред Џиновског лука.

Још је интригантније то што су ове две структуре на истој удаљености од Земље, у близини сазвежђа Волар (сазвежђа северне хемисфере и једног од 48 оригиналних Птолемејевих сазвежђа), што повећава могућност да су део повезаног космолошког система.

„Ниједну од ове две ултра-велике структуре није лако објаснити у нашем тренутном разумевању универзума. А њихова величина, препознатљиви облици и космолошка близина сигурно нам говоре нешто важно – али шта тачно?“, пита се Лопезова.

„Једна могућност је да би Велики прстен могао бити повезан са барионским акустичним осцилацијама (БАО). БАО настају из осцилација у раном универзуму и данас би требало да се појављују, барем статистички, као сферне шкољке у распореду галаксија. Међутим, детаљна анализа Великог прстена открила је да он није компатибилан са објашњењем БАО: Велики прстен је превелик и није сферичан“, додаје докторанткиња.

Зато ће можда бити потребна и друга објашњења, објашњења која одступају од онога што се генерално сматра стандардним схватањем у космологији. Једна од могућности би могла бити другачија теорија – Конформна циклична космологија (ЦЦЦ) – коју је предложио добитник Нобелове награде сер Роџер Пенроуз. Прстенови у универзуму би могли бити сигнал ЦЦЦ.

Друго објашњење може бити ефекат космичких струна које пролазе кроз њих. Струне су огромни филаментарни „тополошки дефекти“, који су могли да настану у раном универзуму. Други добитник Нобелове награде, Џим Пиблс, недавно је изнео хипотезу да би космичке струне могле да имају удела у пореклу неких других посебности у широкој дистрибуцији галаксија.

Али Велики прстен доводи у питање космолошки принцип, као што је то чинио Џиновски лук. А ако Велики прстен и Џиновски лук заједно чине још већу структуру, онда изазов космолошког принципа постаје још убедљивији.

„Такве велике структуре – а постоје и друге које су пронашли други космолози –оспоравају нашу идеју о томе како изгледа „просечан“ регион свемира. Они прелазе границу величине онога што се сматра теоријски одрживим и представљају потенцијалне изазове космолошком принципу“, наглађава Алексија Лопез.

Велики прстен је откривен анализом података из Sloan Digital Sky Survey (СДСС), каталога удаљених квазара. Ови објекти су толико светли да се могу видети са удаљености од више милијарди светлосних година и делују као џиновске, удаљене лампе које осветљавају галаксије поред којих пролазе на свом путу, а које би нам иначе остале невидљиве.

Лопезова и колеге су користили неколико различитих статистичких алгоритама да идентификују потенцијалне велике структуре и појавио се Велики прстен. Структура изгледа као готово савршен прстен на небу, али даља анализа је открила да више има облик спирале, попут вадичепа, који је лицем окренут ка Земљи.