Forskare har länge försökt förklara ursprunget till en mystisk, stor och onormalt kall del av himlen. 2015, de kom nära att ta reda på det eftersom en studie visade att det var ett "superhålrum" där tätheten av galaxer är mycket lägre än den är i resten av universum. Dock, andra studier har inte lyckats replikera resultatet.

Nu ny forskning ledd av Durham University, inlämnad för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, antyder att supervoid-teorin inte håller. Spännande nog, som lämnar en ganska vild möjlighet – den kalla platsen kan vara beviset på en kollision med ett parallellt universum. Men innan du blir för upphetsad, låt oss titta på hur troligt det faktiskt skulle vara.

Den kalla platsen kan ses på kartor över den "kosmiska mikrovågsbakgrunden" (CMB), vilket är den strålning som blivit över från universums födelse. CMB är som ett fotografi av hur universum såg ut när det var 380, 000 år gammal och hade en temperatur på 3, 000 grader Kelvin. Vad vi finner är att det är väldigt jämnt med temperaturavvikelser på mindre än en del av 10, 000. Dessa avvikelser kan förklaras ganska bra av våra modeller av hur det heta universum utvecklades upp till en ålder av 380, 000 år.

Men den kalla platsen är svårare att träna. Det är ett område på himlen cirka fem grader tvärs över som är kallare med en del på 18, 000. Detta förväntas lätt för vissa områden som täcker ungefär en grad – men inte fem. CMB borde se mycket smidigare ut på så stora skalor.

Kraften i galaxdata

Så vad orsakade det? Det finns två huvudsakliga möjligheter. En är att det kan orsakas av ett superhålrum som ljuset har färdats genom. Men det kan också vara en genuin kall region från det tidiga universum. Författarna till den nya forskningen försökte ta reda på det genom att jämföra nya data om galaxer runt den kalla fläcken med data från en annan del av himlen. De nya uppgifterna erhölls av Anglo-Australian Telescope, den andra av GAMA-undersökningen.

GAMA-undersökningen, och andra liknande undersökningar, ta "spektra" av tusentals galaxer. Spektra är bilder av ljus som fångas från en galax och sprids ut enligt dess våglängder. Detta ger ett mönster av linjer som emitteras av de olika elementen i galaxen. Ju längre bort galaxen är, ju mer universums expansion förskjuter dessa linjer så att de visas vid längre våglängder än vad de skulle se ut på jorden. Storleken på denna så kallade "rödförskjutning" ger därför avståndet till galaxen. Spektra i kombination med positioner på himlen kan ge oss 3D-kartor över galaxfördelningar.

Men forskarna drog slutsatsen att det helt enkelt inte finns ett tillräckligt stort tomrum av galaxer för att förklara den kalla fläcken – det var inget speciellt med galaxfördelningen framför den kalla fläcken jämfört med någon annanstans.

Så om den kalla platsen inte orsakas av ett superhålrum, det måste vara så att det fanns ett riktigt stort kallt område som CMB-ljuset kom från. Men vad kan det vara? En av de mer exotiska förklaringarna är att det skedde en kollision mellan universum i en mycket tidig fas.

Kontroversiell tolkning

Tanken att vi lever i ett "multivers" som består av ett oändligt antal parallella universum har länge ansetts vara en möjlighet. Men fysiker är fortfarande oense om huruvida det kan representera en fysisk verklighet eller om det bara är en matematisk egenhet. Det är en konsekvens av viktiga teorier som kvantmekanik, strängteori och inflation.

Kvantmekaniken säger konstigt nog att vilken partikel som helst kan existera i "superposition" - vilket betyder att den kan vara i många olika tillstånd samtidigt (som platser). Detta låter bisarrt men det har observerats i laboratorier. Till exempel, elektroner kan färdas genom två slitsar samtidigt – när vi inte tittar. Men så fort vi observerar varje slits för att fånga detta beteende, partikeln väljer bara en. Det är därför, i det berömda tankeexperimentet "Shroedingers katt", ett djur kan vara levande och dött samtidigt.

Men hur kan vi leva med sådana konstiga konsekvenser? Ett sätt att tolka det är att välja att acceptera att alla möjligheter är sanna, men att de finns i olika universum.

Så, om det finns matematiskt stöd för existensen av parallella universum, är det så galet att tro att den kalla fläcken är ett avtryck av ett kolliderande universum? Faktiskt, det är extremt osannolikt.

Det finns ingen speciell anledning till varför vi just nu skulle se avtrycket av ett kolliderande universum. Från vad vi vet om hur universum har bildats hittills, det verkar troligt att det är mycket större än vad vi kan observera. Så även om det finns parallella universum och vi hade kolliderat med ett av dem – osannolikt i sig – är chanserna att vi skulle kunna se det i den del av universum som vi råkar kunna observera på himlen häpnadsväckande små.

Tidningen noterar också att en kall region av denna storlek kan uppstå av en slump inom vår standardmodell för kosmologi – med en sannolikhet på 1–2 %. Även om det gör det osannolikt, för, den är baserad på en modell som är väl testad så vi kan inte utesluta det ännu. En annan potentiell förklaring ligger i de naturliga fluktuationerna i massdensitet som ger upphov till CMB-temperaturfluktuationerna. Vi vet att dessa finns på alla skalor men de tenderar att bli mindre mot stora skalor, vilket innebär att de kanske inte kan skapa en kall region som är lika stor som den kalla platsen. Men det kan helt enkelt innebära att vi måste tänka om hur sådana fluktuationer skapas.

Det verkar som att den kalla fläcken på himlen kommer att fortsätta att vara ett mysterium ett tag till. Även om många av förklaringarna där ute verkar osannolika, vi behöver inte nödvändigtvis avfärda dem som ren fantasi. Och även om det tar tid att ta reda på det, vi borde fortfarande frossa i hur långt kosmologin har kommit under de senaste 20 åren. Det finns nu en detaljerad teori som förklarar, för det mesta, de härliga temperaturkartorna över CMB och det kosmiska nätet av galaxer som sträcker sig över miljarder ljusår.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.