Model wszechświata jest nieprawdziwy. Najnowsze badania rzucają bowiem cień na dotychczasowy porządek kosmologii. Okazuje się, że niektóre obserwacje sugerują, iż schemat, którym się posługujemy, może być niepełny albo nawet całkowicie błędny.
Grupa astronomów, analizując dane radioteleskopowe, zauważyła coś zaskakującego: galaktyki radiowe są rozmieszczone w sposób, który nie pasuje do wcześniejszych przewidywań. To odkrycie stawia nas przed pytaniem: czy musimy zrewidować naszą wizję wszechświata?
Model wszechświata jest nieprawdziwy – co wykryli naukowcy?
Zespół pod kierownictwem Lukasa Böhmego wykorzystał sieć radioteleskopów LOFAR oraz inne instrumenty, by stworzyć mapę rozmieszczenia galaktyk radiowych. Są to obiekty emitujące silne sygnały, jak nazwa na to wskazuje, radiowe w postaci plazmy i gazu. Należy przy tym zauważyć, że fale te są idealnym narzędziem, bo przechodzą przez kosmiczny pył łatwiej niż światło widzialne. To z kolei niepodważalnie pomaga w ich dokładnym analizowaniu.
Wyniki uzyskane przez badaczy były co najmniej zaskakujące. Zamiast tego, aby zarejestrować lekkie odchylenia, astronomowie stwierdzili, że gęstość radiogalaktyk w kierunku, w którym poruszamy się w przestrzeni, jest 3,7 razy większa, niż zakłada standardowy model kosmologii.
To oznacza dwie możliwe interpretacje:
- albo wszechświat nie jest tak jednorodny, jak sądzono,
- albo poruszamy się przez kosmos znacznie szybciej niż wcześniej zakładano.
Obie opcje są poważne i mogą oczywiście nieść konsekwencje dla naszych fundamentalnych teorii.
Model wszechświata jest nieprawdziwy? – Potwierdzenie z kwazarów
Ale to nie koniec. Analizy cech kwazarów (czyli supermasywnych czarnych dziur, które świecą jaśniej niż całe galaktyki) potwierdzają podobny efekt. Obserwując obiekty w podczerwieni, naukowcy zauważyli anomalie podobne do tych z LOFAR-a.
To sprawia, że mało prawdopodobne jest, aby był to błąd pomiarowy. Świadczy natomiast raczej o sygnale dla ludzkości, że należy poddać korekcie dotychczasowe teorie.
Co to oznacza dla Modelu Standardowego Wszechświata?
Model standardowy (czyli ΛCDM) jest fundamentem współczesnej kosmologii. Zakłada on między innymi obecność ciemnej materii, stałą ekspansję Wszechświata i obecność reliktów Wielkiego Wybuchu.
Jeśli nowe obserwacje są prawdziwe, mogą podważyć kluczowe założenie: że w dużych skalach Wszechświat jest jednorodny. To z kolei mogłoby wpłynąć na wiele powiązanych obliczeń – od gęstości ciemnej materii po interpretację mikrofalowego promieniowania tła.
Czy to początek rewolucji kosmologicznej?
Niektórzy naukowcy mówią o potencjalnym „kryzysie” dotychczasowych teorii, inni po prostu o potrzebie wprowadzenia poprawek. Możliwe są zatem dwa scenariusze:
- Korekta modelu – może się okazać, że nasza teoria wymaga wprowadzenia nowych niuansów, na przykład nieco bardziej złożonej struktury Wszechświata, ale niekoniecznie całkowitego odrzucenia ΛCDM.
- Rewolucja teoretyczna – jeśli różnice są większe i systematyczne, może to oznaczać konieczność stworzenia całkowicie nowej teorii kosmologicznej.
Warto jednak zaznaczyć, że instrumenty, takie jak LOFAR, stają się coraz dokładniejsze. Możliwe, że wkrótce zobaczymy wiele subtelnych efektów, których wcześniej nie dostrzegaliśmy. Ponadto może się okazać, że to, co teraz wydaje się sprzeczne, zostanie włączone do nowej, rozwiniętej teorii.
„Napięcia” w kosmologii
Na pewno na ten moment możemy być spokojni. To przecież nie pierwszy raz, kiedy coś zaczyna szwankować w naukach o kosmosie. Na przykład dane z projektu DESI sugerują, że ciemna energia mogłaby zmieniać się w czasie, co z kolei podważa jeden z filarów modelu ΛCDM.
Inny przykład to praca opublikowana w 2025 roku przez Sokoliuka et al., proponująca pewne modyfikacje modelu ΛCDM. Miałoby to służyć wytłumaczyć zachowania bardzo wczesnych galaktyk, które wydają się formować gwiazdy szybciej niż przewidują klasyczne teorie.
I co dalej?
Obserwacje LOFAR-a wskazują na znaczne odchylenia w rozmieszczeniu galaktyk radiowych, bo są one aż do 3,7 × większe niż zakłada standardowy model. Ponadto badania nad kwazarami potwierdzają te niepokojące sygnały i sugerują, że mowa jest o realnej cesze wszechświata.
Możemy zatem jako ludzkość stać przed korektą modelu kosmologicznego, a być może nawet rewolucją teoretyczną. Zależeć będzie to jednak od dalszych badań i pozyskiwanych danych. Równocześnie obserwacje z DESI i badania modyfikujące ΛCDM (jak prace Sokoliuka et al., 2025) niewątpliwie wskazują, że napięcia rosną.
Opracowanie: Iza Kołodziejczyk
Źródła:
Räsänen, S. (2011). Backreaction: directions of progress. arXiv preprint arXiv:1102.0408.
Räsänen, S. (2010). Backreaction as an alternative to dark energy and modified gravity. arXiv preprint arXiv:1012.0784.
Perivolaropoulos, L. (2014). Large Scale Cosmological Anomalies and Inhomogeneous Dark Energy. Galaxies, 2(1), 22–61. DOI:10.3390/galaxies2010022.
Buchert, T., Carfora, M., Ellis, G. F. R., Kolb, E. W., MacCallum, M. A. H., Ostrowski, J. J., Räsänen, S., Roukema, B. F., Andersson, L., Coley, A. A., & Wiltshire, D. L. (2015). Is there proof that backreaction of inhomogeneities is irrelevant in cosmology? arXiv preprint arXiv:1505.07800.
Ntelis, P., Hamilton, J.-C., Le Goff, J.-M., Burtin, E., Laurent, P., Rich, J., Busca, N. G., Tinker, J., Aubourg, É., Delabrouille, N. P., Delubac, T., Eftekharzadeh, S., Hogg, D. W., Myers, A., Vargas-Magaña, M., Pâris, I., Petitjean, P., Rossi, G., Schneider, D. P., Tojeiro, R., & Yeche, C. (2017). Exploring cosmic homogeneity with the BOSS DR12 galaxy sample. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2017(06), 019. DOI:10.1088/1475-7516/2017/06/019.
Wiegand, A., & Schwarz, D. J. (2012). Inhomogeneity-induced variance of cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 538, A147. DOI:10.1051/0004-6361/201118137.
Enqvist, K., Hotchkiss, S., & Rigopoulos, G. (2011). A gradient expansion for cosmological backreaction. arXiv preprint arXiv:1112.2995.
Marín-Franch, A., & Vázquez, S. (2024). Cosmological Inference from within the Peculiar Local Universe. Universe, 10(5), 209. DOI:10.3390/universe10050209.
Analyzing cosmic inhomogeneities through perturbative modifications of FLRW spacetime. (2025). The European Physical Journal C, 85, 1268. DOI:10.1140/epjc/s10052-025-15001-3.