Nya observationer har skapat ett pussel för astrofysiker:Sedan Big Bang, färre galaxhopar har bildats över tiden än vad som egentligen förväntades. Fysiker från universitetet i Bonn har nu bekräftat detta fenomen. Under de kommande tre åren, forskarna kommer att analysera sina data ännu mer i detalj. Detta kommer att sätta dem i en position att bekräfta om de teorier som anses giltiga idag behöver omarbetas. Studien är en del av en serie om 20 publikationer som visas i den professionella tidskriften Astronomi och astrofysik .

För nästan 13,8 miljarder år sedan, Big Bang markerade universums början. Det skapade rum och tid, men också all materia som vårt universum består av idag. Från och med då, rymden expanderade i en skrämmande takt, och det gjorde den diffusa dimman i vilken materien var nästan jämnt fördelad.

Men inte helt:I vissa regioner, dimman var lite tätare än i andra. Som ett resultat, dessa områden utövade en något starkare gravitationskraft och drog långsamt till sig material från omgivningen. Över tid, materia koncentrerades alltmer inom dessa kondensationspunkter. På samma gång, utrymmet mellan dem blev så småningom tommare. Över 13 miljarder år, detta resulterade i bildandet av en svampliknande struktur - stora "hål" utan materia, åtskilda av små områden inom vilka tusentals galaxer agglomererar – galaxhoparna.

Sex parametrar förklarar hela universum

Standardmodellen för kosmologi beskriver universums historia, från de första sekunderna efter Big Bang till dagens dag. Det fina med det:Modellen förklarar, med bara sex parametrar, allt som är känt idag om universums födelse och utveckling. Ändå, modellen kan nu ha nått sina gränser. "Nya observationsbevis pekar på det faktum att ämnet idag är fördelat på ett annat sätt än vad teorin förutspår, " förklarar Dr Florian Pacaud från Argelander-Institut für Astronomie vid universitetet i Bonn.

Allt började med mätningarna av Planck-satelliten, som lanserades av European Space Agency (ESA) för att mäta den kosmiska bakgrundsstrålningen. Denna strålning är, i viss utsträckning, ett eftersken av Big Bang. Den förmedlar avgörande information om materiens distribution i det tidiga universum; visar fördelningen eftersom den bara var 380, 000 år efter Big Bang.

Enligt Planck-mätningarna, denna initiala fördelning var sådan att, över kosmisk tid, fler galaxhopar borde ha bildats än vi observerar idag. "Vi har mätt med en röntgensatellit antalet galaxhopar på olika avstånd från oss själva, " förklarar Dr. Pacaud. Tanken bakom mätningarna:Ljuset från avlägsna galaxhopar har färdats i miljarder år innan det når oss, så vi observerar dem idag som de var när universum fortfarande var ungt. Närliggande kluster, å andra sidan, observeras som de dök upp mycket mer nyligen.

"Våra mätningar bekräftar att klustren bildades för långsamt, " sa Dr. Pacaud. "Vi har uppskattat i vilken utsträckning detta resultat strider mot standardmodellens grundläggande förutsägelser." Även om det finns en stor skillnad mellan mätningarna och förutsägelserna, den statistiska osäkerheten i denna studie är ännu inte tillräckligt stor för att utmana teorin. Dock, forskarna förväntar sig att få betydligt mer begränsande resultat från samma projekt inom de kommande tre åren. Detta kommer äntligen att avslöja om standardmodellen behöver revideras.

Mörk energi - en konstant?

Studien ger också en inblick i mörk energis natur. Denna mystiska beståndsdel i universum fungerar som ett slags interstellärt bakpulver, orsakar accelerationen av den kosmiska expansionen. "Mängden" mörk energi – den kosmologiska konstanten – borde ha förblivit densamma sedan Big Bang – eller så antar kosmologins standardmodell. Många observationer verkar peka i denna riktning. "Vår mätning stöder också denna tes, " förklarar Dr. Pacaud. "Men här igen, vi kommer att få mer exakta resultat inom en snar framtid."