Nowe badania wskazują, że niektóre bardzo odległe galaktyki mogą być starsze niż przewiduje standardowy model kosmologiczny.
Badania Martína Lópeza Corredoiry z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) wskazują, że niektóre bardzo odległe galaktyki mogą być starsze niż przewidywałby to standardowy model kosmologiczny. Analiza danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, opublikowana w The Astrophysical Journal, sugeruje, że te galaktyki istniały, gdy Wszechświat miał zaledwie 4-5% swojego obecnego wieku. Naukowcy podkreślają, że potwierdzenie tych wniosków wymaga dalszych badań.
Zgodnie z obecnym modelem standardowym wiek Wszechświata wynosi blisko 13,8 miliarda lat. W oparciu o dane o wysokiej rozdzielczości i czułości z JWST uzyskane podczas obserwacji galaktyk z przesunięciem ku czerwieni bliskim 8, które istniały, gdy Wszechświat miał zaledwie 600 milionów lat, zespół badawczy sugeruje, że galaktyki te mają, z 95% prawdopodobieństwem, populacje gwiazd w wieku około 0,9 do 2,4 miliarda lat. Oznaczałoby to, że ich gwiazdy powstały kilkaset milionów lat przed Wielkim Wybuchem. Zakresy szacowanego wieku dla tych galaktyk zostały uzyskane przy założeniu, że populacja gwiazd i ekstynkcja światła przez pył międzygwiazdowy mogą być modelowane przy użyciu parametrów uzyskanych z pobliskich galaktyk.
Przesunięcie ku czerwieni powstaje w wyniku ekspansji Wszechświata, która powoduje wydłużenie emitowanych fal i przesunięcie ich w kierunku czerwonego końca widma elektromagnetycznego. Im dalej znajduje się galaktyka, tym szybciej porusza się względem nasi więc tym większe jest jej przesunięcie ku czerwieni.
Biorąc pod uwagę kolejność powstawania gwiazd i gromadzenia się galaktyk w modelu standardowym, galaktyki te powinny mieć średnio mniej niż 300 milionów lat, ale taki wiek jest wykluczony w tym badaniu, z prawdopodobieństwem większym niż 99,97%. Egzotyczne i szybsze powstawanie galaktyk we wczesnych stadiach Wszechświata byłoby nieco mniej prawdopodobne do wykluczenia, ale nadal jest trudne do pogodzenia z danymi.
Badania te są związane z tym, co zostało nazwane „problemem niewiarygodnie wczesnych galaktyk”. Według Fulvio Melia, naukowca z Uniwersytetu Arizony i jednego ze współautorów artykułu, odkrycie dobrze uformowanych galaktyk na tak wczesnym etapie historii Wszechświata było bardzo niepokojące dla wielu astronomów i kosmologów, ponieważ nikt nie ma prawidłowego wyjaśnienia, w jaki sposób mogły one powstać. Praca, którą prezentujemy, sprawia, że sytuacja jest jeszcze bardziej niepokojąca dla konwencjonalnej kosmologii, ponieważ wykorzystuje nasze najbardziej zaawansowane naukowe zrozumienie, aby pokazać, że gwiazdy w tych galaktykach są starsze niż sam Wszechświat, co nie ma sensu.
Martin López Corredoira, pierwszy autor artykułu, sugeruje, że wynik ten może oznaczać konieczność rozważenia niestandardowych kosmologii. Mimo to, wnioski z artykułu są wynikiem szeregu przybliżeń w astrofizyce gwiazdowej i modelach wygaszania pyłu, więc należy je traktować z ostrożnością. Potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić możliwe istnienie galaktyk, które są starsze niż Wszechświat w standardowym modelu kosmologicznym – stwierdził Corredoira.
Jeżeli problem tkwi w modelu kosmologicznym, nie musi to oznaczać, że na początku Wszechświata nie było Wielkiego Wybuchu. Nie musielibyśmy wyrzucać wszystkiego, ale musielibyśmy przemyśleć część jego struktury – dodał López Corredoira.
Według autorów istnieją alternatywne modele kosmologiczne, takie jak tak zwany „Rh=ct” lub „zerowa masa aktywna” zaproponowany przez Fulvio Melię, który zakłada rozszerzający się Wszechświat z początkiem i innymi właściwościami podobnymi do modelu standardowego, ale rozszerzający się w stałym tempie, bez przyspieszenia ekspansji Wszechświata przypisywanego ciemnej energii. W tym modelu wiek Wszechświata odpowiadający galaktykom, które obserwujemy przy przesunięciu ku czerwieni 8, wynosiłby 1,5 miliarda lat (zamiast 600 milionów lat w modelu standardowym), co rozwiązałoby problem. Jest to jedna z możliwych hipotez, które można wykorzystać do wyjaśnienia tego wyniku – podsumował López Corredoira.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
IAC