Αμερικανικό πρόγραμμα για τη χαρτογράφηση του ουρανού μέτρησε με πρωτοφανή ακρίβεια τις αποστάσεις που χωρίζουν ένα εκατομμύριο γαλαξίες, και κατέληξε σε μια «στάνταρτ μεζούρα» για τη χαρτογράφηση του Σύμπαντος σε μεγάλη κλίμακα. Τα αποτελέσματα αναμένεται να προσφέρουν νέα στοιχεία για την καμπυλότητα του χωροχρόνου, για τις διαστάσεις του Σύμπαντος, καθώς και για τηφύση της μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας, η οποία επιταχύνει τη διαστολή του κόσμου.

Οι γιγάντιες σφαίρες γαλαξιών

Οι κοσμολόγοι γνωρίζουν σήμερα ότι οι γαλαξίες δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι στο Σύμπαν -αντίθετα, τείνουν να συγκεντρώνονται σε γιγάντιες σφαίρες.

Η νέα μελέτη του προγράμματος BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey) ουσιαστικά μέτρησε την ακτίνα αυτών των σφαιρών με ακρίβεια 1%.

Η διάμετρος που προκύπτει είναι περίπου μισό δισεκατομμύριο έτη φωτός.

Τα αποτελέσματα της μελέτης, η οποία έχει ολοκληρωθεί κατά 90%, παρουσιάστηκαν στο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσινγκτον. Έχουν υποβληθεί για δημοσίευση στο «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».

Το χρυσό στάνταρτ

«Είναι η ακριβέστερη μέτρηση του είδους της που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ»υπερηφανεύεται ο Ντέιβιντ Σλέγκελ, επικεφαλής του προγράμματος Boss. «Πριν από 20 χρόνια, οι επιστήμονες τσακώνονταν για εκτιμήσεις που διέφεραν μεταξύ τους κατά 50%. Πριν από 5 χρόνια, μειώσαμε την αβεβαιότητα στο 5%, Πριν από ένα χρόνο, ήταν 2%. Η ακρίβεια του 1% θα είναι το χρυσό στάνταρτ για πολύ καιρό».

Η τάση των γαλαξιών να συγκεντρώνονται σε σφαίρες οφείλεται στις «βαρυονικές ακουστικές ταλαντώσεις», ή ρυτιδώσεις στην κατανομή της ύλης στο Σύμπαν. Οι ρυτιδώσεις αυτές δημιουργήθηκαν στα αρχικά στάδια της ζωής του Σύμπαντος, όταν τα φωτόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια (σωματίδια που ανήκουν στην ομάδα των βαρυονίων) δημιούργησαν ισχυρά κύματα πίεσης που εξαπλώθηκαν σε όλο το Σύμπαν.

Η κατανομή των γαλαξιών ακολουθεί ακόμα και σήμερα αυτές τις ρυτιδώσεις, και η μέτρηση των αποστάσεων που χωρίζουν τις ρυτιδώσεις δίνει μια εικόνα για την εξέλιξη του Σύμπαντος και τη δομή του σε μεγάλη κλίμακα.

Το Σύμπαν είναι πράγματι «επίπεδο»

Επιπλέον, όμως, η νέα μελέτη του BOSS επιβεβαιώνει ότι το Σύμπαν είναι πράγματι «επίπεδο», δηλαδή υπακούει στους νόμους της ευκλείδειας γεωμετρίας. Αυτό σημαίνει ότι, ακόμα και σε μεγάλες αποστάσεις, οι παράλληλες γραμμές δεν τέμνονται ποτέ και οι γωνίες ενός τριγώνου έχουν άθροισμα 180 μοίρες. Οι κανόνες αυτοί δεν θα ίσχυαν αν ο χώρος ήταν καμπυλωμένος, όπως για παράδειγμα στην επιφάνεια μιας σφαίρας.

Η επιπεδότητα του Σύμπαντος έχει με τη σειρά της σημασία για τον προσδιορισμό άλλων παραμέτρων, εξηγεί ο δρ Σλέγκελ.

«Ένας από τους λόγους που μας ενδιαφέρει το εάν το Σύμπαν είναι επίπεδο είναι ότι αυτό έχει σημασία για το εάν το Σύμπαν είναι άπειρο» αναφέρει ο ερευνητής.

«Αυτό σημαίνει πως είναι πιθανό το Σύμπαν να εκτείνεται επ΄άπειρο στον χώρο και θα συνεχίσει να υπάρχει για πάντα. Τα αποτελέσματά μας βρίσκονται σε συμφωνία με την ιδέα ενός άπειρου Σύμπαντος» καταλήγει.

Νέα στοιχεία για τη σκοτεινή ενέργεια

Η μελέτη, τέλος, προσφέρει νέα στοιχεία για τη σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη δύναμη που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και αναγκάζει το Σύμπαν να διαστέλλεται με ολοένα αυξανόμενη ταχύτητα.

Συγκεκριμένα, τα τελευταία αποτελέσματα δείχνουν να επιβεβαιώνουν ότι η σκοτεινή δύναμη είναι μια κοσμολογική σταθερά, δηλαδή έχει ίδια ένταση παντού και πάντα.

Η έρευνα βασίστηκε σε μετρήσεις των αποστάσεων που χωρίζουν τη Γη από 1,2 εκατομμύρια γαλαξίες, σε βάθος 6 δισεκατομμυρίων ετών.

Το πρόγραμμα BOSS εντάσσεται στο ευρύτερο ερευνητικό πρόγραμμα χαρτογράφησης Sloan Digital Sky Survey και αξιοποιεί το τηλεσκόπιο του Ιδρύματος Sloan στο Νιου Μέξικο.