ادعای جدید ستاره‌شناسان: زمین و راه شیری در خلأ عظیم کیهانی معلق هستند

خلأ کیهانی و تأثیر آن بر مشاهدات

این پیشنهاد جسورانه نشان می‌دهد که کهکشان ما ممکن است در منطقه‌ای به بزرگی دو میلیارد سال نوری قرار گرفته باشد که چگالی آن حدود ۲۰ درصد کمتر از متوسط کیهان است. این خلأ می‌تواند مشاهدات ما از کیهان را تحت تأثیر قرار دهد و به توضیح اختلاف در نرخ انبساط جهان کمک کند.

اگر این یافته‌ها تأیید شوند، می‌توانند منجر به بازنگری عمده‌ای در مدل‌های کیهان‌شناسی موجود شوند. پژوهشگران نتایج اولیه خود را در نشست ملی نجوم انجمن سلطنتی اخترشناسی در دورهام انگلستان ارائه کرده‌اند.

معمای تنش هابل

در دهه گذشته، کیهان‌شناسی با بحرانی فزاینده به نام «تنش هابل» روبه‌رو بوده است. مشاهدات تلسکوپ‌های هابل و جیمز وب نشان داده‌اند که نرخ انبساط جهان بسته به اینکه به کدام بخش از کیهان نگاه کنیم، متفاوت است.

دو روش اصلی برای محاسبه نرخ انبساط (ثابت هابل) وجود دارد:

• بررسی تابش پس‌زمینه کیهانی: این روش که بقایای نخستین نور جهان پس از بیگ‌بنگ را بررسی می‌کند، نرخ انبساطی در حدود ۶۷ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک را نشان می‌دهد.
• اندازه‌گیری فواصل نزدیک‌تر با ستارگان متغیر قیفاووسی: این روش مقداری حدود ۷۳٫۲ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک برای ثابت هابل به دست می‌دهد.

این اختلاف، هرچند در نگاه اول ناچیز به نظر می‌رسد، اما پیش‌بینی‌های مدل استاندارد کیهان‌شناسی را به چالش کشیده است.

فرضیه خلأ محلی

اخترشناسان برای توضیح تنش هابل، بازنگری‌های مختلفی را در مدل استاندارد پیشنهاد کرده‌اند. پژوهشگران مطالعه جدید معتقدند این ناهماهنگی ممکن است به دلیل قرارگیری کهکشان ما در نزدیکی مرکز یک خلأ محلی بزرگ باشد.

یک راه‌حل احتمالی برای این ناسازگاری این است که کهکشان ما نزدیک به مرکز یک خلأ محلی بزرگ قرار داشته باشد. این خلأ باعث می‌شود که ماده، به‌واسطه‌ی گرانش، به‌سمت نواحی چگال‌تر بیرون خلأ کشیده شود و در نتیجه، با گذشت زمان، این منطقه خالی‌تر و خالی‌تر شود. این موضوع باعث می‌شود نرخ انبساط محلی درون این خلأ سریع‌تر از نواحی چگال‌تر و دورتر کیهان باشد.

این فرضیه که بخشی از جهان ما چگالی کمتری دارد، اولین بار در دهه ۱۹۹۰ مطرح شد. پژوهش‌های بعدی نیز نشان دادند که کهکشان ما ممکن است در مرکز ناحیه‌ای به نام «حفره‌ی محلی» یا KBC void قرار داشته باشد.

شواهد از نوسانات آکوستیکی باریونی

برای بررسی بیشتر این فرضیه، پژوهشگران داده‌های ۲۰ ساله از رصدهای مربوط به نوسانات آکوستیکی باریونی (BAO) را گردآوری کردند. این نوسانات موج‌های فشاری هستند که در زمان بیگ‌بنگ ایجاد و در فضا منجمد شدند و اکنون الگوی توزیع کهکشان‌ها را شکل می‌دهند.

این موج‌ها مانند خط‌کش استاندارد عمل می‌کنند که اندازه زاویه‌ای آن‌ها برای ترسیم تاریخچه انبساط کیهان به کار می‌رود. طبق اندازه‌گیری‌های BAO، احتمال اینکه ما در یک خلأ کیهانی زندگی کنیم، صد برابر بیشتر از آن است که در ناحیه‌ای با چگالی متوسط باشیم.

آینده پژوهش و پیامدها

گام بعدی برای پژوهشگران مقایسه مدل خلأ با دیگر مدل‌ها برای یافتن بهترین انطباق با تاریخچه انبساط جهان است. این موضوع نه تنها برای درک ما از رفتار کیهان، بلکه برای شناخت جایگاهمان در آن پیامدهای گسترده‌ای خواهد داشت. اگر واقعاً در مرکز یک خلأ زندگی کنیم، ممکن است در انزوای کیهانی خود یگانه‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌کردیم، باشیم.