ASTRONOMI već duže vremena znaju da svemir ekspandira, odnosno da se širi kao balon kada u njega pušemo zrak. 1990-ih su uočili da se ekspanzija počela ubrzavati prije 4 milijarde godina. Podsjetimo, svemir je star otprilike 13.8 milijardi godina.
Znanstvenici su smatrali da će svemir, kako se sve više širi, a galaksije u njemu sve više međusobno udaljavaju, postupno biti sve hladniji. No, prema novom istraživanju instituta Cosmology and AstroParticle Physics (CCAPP) sa Sveučilišta Ohio, izgleda da se stvari do sada nisu razvijale u tom smjeru i da su dijelovi svemira zapravo s vremenom postajali sve topliji.
Stručnjaci s CCAPP-a su nakon analize toplinske povijesti svemira tijekom posljednjih 10 milijardi godina zaključili da se srednja temperatura kozmičkog plina povećala više od 10 puta i sada dosegla oko 2.2 milijuna stupnjeva Celzija, piše Universe Today.
"Naša nova studija pruža izravnu potvrdu rada Jima Peeblesa, dobitnika Nobelove nagrade za fiziku 2019., koji je predstavio teoriju o tome kako se u svemiru stvara struktura na velikim skalama. Kako svemir evoluira, gravitacija povlači tamnu materiju i plin u galaksije i nakupine galaksija. To povlačenje je izuzetno snažno, toliko silovito da se sve više i više plina u svemiru zagrijava", napisao je u izvješću fizičar Yi-Kuan Chiang s CCAP-a.
Naša galaksija se nalazi u svemirskoj zabiti
Znanstvenici su tijekom svog istraživanja analizirali termičke podatke strukture na velikim skalama (engl. large scale structure, LSS). Struktura na velikim skalama označuje nakupine galaksija i tvari na ljestvicama puno većim od pojedinačnih galaksija ili grupacija galaksija. Te strukture oblikuje gravitacija, a mogu se protezati i do milijardu svjetlosnih godina. Naime, galaksije nisu nasumično pobacane po svemiru, već zbog gravitacije slijede određenu strukturu koja nalikuje pjeni od sapunice ili rupama na švicarskom siru (video dolje).
Struktura svemira na velikim skalama sastoji se od kozmičkih niti i nakupina tvari između kojih je skoro pa prazan prostor, odnosno područje u svemiru s malo materije. Sama vlakna sastoje se od nakupina galaksija koje su pak sastavljene od zvijezda, plina, prašine i planeta. Naša galaksija se, što je zanimljivo, nalazi u svemirskoj zabiti, Bogu iza nogu – odnosno u području praznog prostora unutar LSS-a.
Svemir bi trebao postajati sve hladniji?
Mnogi astronomi su do sada pretpostavljali da će se svemir tijekom širenja sve više hladiti i da bi na kraju mogao okončati svoj život u Velikom smrzavanju. Teorija Velikog smrzavanja (Veliko hlađenje, engl. Big Freeze) jedna je od najprihvaćenijih hipoteza o smrti svemira. Prema tom scenariju kontinuirano širenje trebalo bi rezultirati svemirom koji se po pitanju temperature približava apsolutnoj nuli.
Zagovornici ove teorije smatraju da će se zvijezde još dugo vremena normalno stvarati, ali da će na kraju, zbog širenja svemira, iscrpiti opskrbu plinom potrebnim za njihov nastanak. Kako će postojeće zvijezde trošiti svoje gorivo i gubiti sjaj, a neće biti novih, i sam svemir će postajati sve tamniji i hladniji. Na kraju će svemirom dominirati crne rupe, koje će i same nestati nakon nekog vremena.
No otkriće Chianga i njegovih kolega pokazuje da se galaktički plinovi, a time možda i galaksije te strukture na velikim skalama, za sada zagrijavaju, unatoč širenju. Pod pretpostavkom da ne postoji mehanizam za održavanje toplinske ravnoteže, može li to značiti da svemir neće završiti Velikim smrzavanjem već Velikim plamenom?
Kao što je napisao američki pjesnik Robert Frost: "Neki kažu da će svijet završiti u vatri, drugi u ledu", odnosno - postoji više teorija o zadnjim danima svemira. Osim Velikog smrzavanja, koji je još uvijek najprihvaćenija teorija svemirskog kraja (ovo istraživanje samo pokazuje da se za sada zagrijava jedan dio svemira, dakle još uvijek postoji velika vjerojatnost da će na kraju doći do ukupnog hlađenja) tu je i ideja da će se svemir nakon nekog vremena ponovno početi skupljati (Big Crunch) ili da bi mogao samo nestati u jednome trenutku, bez ikakvog upozorenja (Big Slurp).
"Ne zagrijava se svemir već međugalaktički plin"
Najnovije istraživanje i njegov utjecaj na hipotezu o Velikom smrzavanju komentirao je za Index Bojan Pečnik, hrvatski astrofizičar s doktoratom instituta Max Planck i voditelj projekta Hipersfera.
"Ne zagrijava se svemir već međugalaktički plin, što je tek djelić svemira, na nivou jednoznamenkastog postotka.
Ta ekstra toplinska energija mogla bi eventualno nešto usporiti stvaranje zvijezda iz tog plina, pogotovo manjih zvijezda (jer će toplijim oblacima plina biti teže kolabirati u zvijezdu), ali ne vidim preveliku mogućnost za neki Vrući završetak svemira.
Nisam u članku (ni drugdje) vidio indikacije da CMB raste, tako da se meni čini da se naš svemir i dalje širenjem hladi", kazao je Pečnik.
Istraživanje naziva The Cosmic Thermal History Probed by Sunyaev–Zeldovich Effect Tomography nedavno je objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal.