A kozmológia egyik alapfeltételezését is megdöntötte az MI

A Nature-ben szerdán megjelent tanulmány a modern kozmológia egyik legmélyebb és legtöbbet vitatott alapfeltételezését kérdőjelezi meg: szerzői ugyanis anizotróp – vagyis irányfüggő, nem egyforma – struktúrákat mutattak ki a kozmikus hálóban akár egy gigaparszek, nagyjából 3,26 milliárd fényév méretskálán is, jóval túllépve ezzel azon, amit az univerzum sztenderd Lambda-hideg sötét anyag modellje egyáltalán lehetségesnek tart.

Az eredmények a kozmológiai elv lényegét érintik. Ez a közel száz éves feltételezés szerint az univerzum kellően nagy skálákon homogén és izotróp – vagyis az anyag egyenletesen oszlik el, és a világegyetem minden irányból lényegében ugyanolyannak látszik, mintha egy tökéletesen egyenletes, végtelen kenyértésztában állnánk. A sztenderd modell alapján az univerzumnak körülbelül 100 megaparszekesnél, azaz mintegy 326 millió fényévnél nagyobb skálákon egységesnek kellene mutatkoznia, az új eredmények azonban arra utalnak, hogy a kozmikus háló koherens struktúrái ennek nagyjából tízszereséig is fennmaradnak – ami olyan, mintha egy állítólag sima tenger felszínén gigantikus, szabályos hullámokat találnánk ott, ahol semmi ilyesminek nem szabadna léteznie. A tanulmány galaxisvöröseltolódás-felméréseket alkalmaz – amelyek a galaxisok háromdimenziós elhelyezkedését térképezik fel a fényük tér tágulása által okozott nyúlásának mérésével –, hogy feltárja az univerzum nagyléptékű szerkezetét, és a szerzők szerint az eredmények egy olyan szakadékra mutatnak az elmélet és a megfigyelések között, amelynek magyarázatához esetleg teljesen új fizikára lesz szükség.

A tanulmány egy szélesebb körű tudományos hullám közepette jelenik meg, amely az elmúlt években több alkalommal is próbára tette a kozmológiai elvet. Olyan struktúrák, mint a 3,3 milliárd fényév kiterjedésű Óriás Ív és az 1,3 milliárd fényév átmérőjű Nagy Gyűrű már korábban is felvetették a kérdést, hogy valóban elsimul-e az univerzum a legnagyobb léptékeken; a 2025 elején felfedezett „Quipu" – egy 68 galaxishalmazból álló, 1,4 milliárd fényévet átívelő szuperstruktúra – pedig tovább feszítette a sztenderd modell előrejelzéseit. Nem minden kutató ért egyet azonban abban, hogy az ilyen struktúrák valóban összeegyeztethetetlenek a Lambda-CDM modellel. Egy 2025-ös, rendkívül nagy kozmológiai szimulációt alkalmazó elemzés azzal érvelt, hogy az Óriás Ívhez hasonló mintázatok egyáltalán nem meglepőek, sőt várhatóak egy Lambda-CDM univerzumban; egy másik, tavaly Xin Wang és Zhiqi Huang által előzetes közleményként megosztott tanulmány szupernóva- és gravitációshullám-adatok alapján, eltérő analitikai keretrendszert alkalmazva arra a következtetésre jutott, hogy az adatok „összhangban vannak a gigaparszek léptékű statisztikai homogenitással és izotrópiával".

Ez a null eredmények és az új Nature-tanulmány között feszülő ellentmondás jól mutatja, mennyire függnek a kozmikus homogenitásra vonatkozó következtetések az alkalmazott módszertantól és az adathalmazoktól. A standard modell eddig túlélte a korábbi kihívásokat – köztük azt a közelmúltbeli megerősítést is, miszerint az univerzum tágulása még mindig gyorsul, megcáfolva ezzel egy ellentmondásos 2025-ös tanulmány ezzel ellentétes állítását –, mindazonáltal a rendellenességek lassú felhalmozódása, a megmagyarázhatatlan tömeges anyagáramlásoktól az univerzum tágulási sebességének mérésében mutatkozó, mind ez idáig feloldatlan ellentmondásig, néhány kozmológust fogékonnyá tett arra a lehetőségre, hogy a standard keretrendszer valahol mégiscsak hiányos. Hogy az új tanulmányban leírt struktúrák valódi és áthidalhatatlan repedést jelentenek-e a Lambda-CDM modellben, vagy végső soron mégis összeegyeztethetők azzal, az nagyban függ a galaxisfelmérések következő generációjától és az adataik elemzéséhez alkalmazott módszerektől is.

Felhasznált források: Nature, MPG, Phys