Det är osannolikt att ett superhålrum förklarar en "Cold Spot" i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, enligt resultaten av en ny undersökning, lämnar utrymme för exotiska förklaringar som en kollision mellan universum. Forskarna, ledd av doktoranden Ruari Mackenzie och professor Tom Shanks vid Durham Universitys Center for Extragalactic Astronomy, publicera sina resultat i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), en relik från Big Bang, täcker hela himlen. Vid en temperatur på 2,73 grader över absolut noll (eller -270,43 grader Celsius), CMB har några anomalier, inklusive den kalla platsen. Denna funktion, cirka 0,00015 grader kallare än omgivningen, påstods tidigare vara orsakad av ett stort tomrum, miljarder ljusår över, innehåller relativt få galaxer.

Den accelererande expansionen av universum gör att tomrum lämnar subtila rödförskjutningar på ljus när det passerar genom den integrerade Sachs-Wolfe-effekten. I fallet med CMB observeras detta som kalla avtryck. Det föreslogs att ett mycket stort tomrum i förgrunden kunde, till viss del, prägla CMB Cold Spot som har varit en källa till spänning i modeller av standard kosmologi.

Tidigare, de flesta sökningar efter ett superhålrum kopplat till den kalla fläcken har uppskattat avstånd till galaxer med hjälp av deras färger. Med universums expansion har mer avlägsna galaxer sitt ljus förskjutits till längre våglängder, en effekt som kallas en kosmologisk rödförskjutning.

Ju längre bort galaxen är, ju högre dess observerade rödförskjutning. Genom att mäta färgerna på galaxer, deras rödförskjutningar, och därmed deras avstånd, kan uppskattas. Dessa mätningar har dock en hög grad av osäkerhet.

I deras nya arbete, Durham-teamet presenterade resultaten av en omfattande undersökning av rödförskjutningarna av 7, 000 galaxer, skördade 300 åt gången med hjälp av en spektrograf utplacerad på det anglo-australiska teleskopet. Från denna datauppsättning med högre kvalitet, Mackenzie och Shanks ser inga bevis på ett supervoid som kan förklara den kalla fläcken inom standardteorin.

Forskarna fann istället att Cold Spot-regionen, tidigare ansågs vara underbefolkad med galaxer, delas upp i mindre tomrum, omgiven av galaxhopar. Denna "såpbubbla"-struktur är ungefär som resten av universum, illustreras i figur 2 av den visuella likheten mellan galaxfördelningarna i Cold Spot-området och ett kontrollfält någon annanstans.

Mackenzie kommenterade:"Tomrummen vi har upptäckt kan inte förklara den kalla fläcken under standardkosmologi. Det finns möjlighet att någon icke-standardmodell kan föreslås för att länka de två i framtiden, men våra data sätter kraftfulla begränsningar för varje försök att göra det. ."

Om det verkligen inte finns något hålrum som kan förklara den kalla platsen, simuleringar av standardmodellen av universum ger oddsen 1 på 50 att den kalla punkten uppstod av en slump.

Shanks tillade:"Detta betyder att vi inte helt kan utesluta att Spot orsakas av en osannolik fluktuation som förklaras av standardmodellen. Men om det inte är svaret, då finns det mer exotiska förklaringar.

"Det kanske mest spännande av dessa är att den kalla punkten orsakades av en kollision mellan vårt universum och ett annat bubbeluniversum. Om ytterligare, mer detaljerad, analys av CMB-data visar att detta är fallet, då kan den kalla platsen tas som det första beviset för multiversum - och miljarder andra universum kan existera som vårt eget."

För tillfället, allt som kan sägas är att avsaknaden av ett hålrum för att förklara den kalla platsen har lutat balansen mot dessa mer ovanliga förklaringar, idéer som kommer att behöva testas ytterligare genom mer detaljerade observationer av CMB.