Wszechświat jest całkowicie obojętny na to, czy patrzysz w górę, czy w dół. Wszędzie jest tak samo. To właśnie ta robocza hipoteza leży u podstaw idei niemal każdego kosmologa na planecie. Nazywamy to zasadą kosmologiczną. Zakłada jednorodność, czyli równomierny rozkład materii, oraz izotropię, co oznacza, że żaden kierunek nie jest bardziej wyjątkowy od drugiego. Oto szkielet naszych modeli. Na tym opiera się teoria kosmicznej inflacji. Dzięki niemu obliczenia matematyczne działają.
Dwóch fizyków zamierza spalić tę ramę.
Francesco Siros Labini z Centrum Badawczego Enrico Fermi w Rzymie i jego współautor Marco Galoppo opublikowali właśnie artykuł w czasopiśmie Nature. Twierdzą, że Wszechświat ma pewne „ziarno” i wyraźny kierunek. „W tym badaniu” – mówi Labini – „znaleźliśmy struktury na dużą skalę, które wyznaczają specjalne kierunki ”.
Nie wszystkie kierunki wyglądają tak samo. Model Standardowy, zbudowany na założeniu, że nie ma preferowanych kątów, po prostu nie jest w stanie uwzględnić gigantycznych skorelowanych struktur, które pokazują nowe dane.
Czy prostsze jest lepsze? Labini odpowiada przecząco. „Ale w fizyce” – zauważa – „nie ma ani jednego obszaru, w którym rozwiązanie oparte na prostocie odpowiadałoby rzeczywistości”.
Dane mówią
Zespół wykorzystał dane z Instrumentu do spektrometrii ciemnej energii (DESI). Pięć lat pracy. Mapy ogromnych gromad galaktyk. Różne momenty w czasie zebrane w jeden obraz. Naukowcy porównali galaktyki w różnych kierunkach.
Widok standardowy nie wytrzymuje próby. Struktury okazują się bardziej złożone, niż sugerują obecne modele.
To jest szokujące. Nie trochę, ale zasadniczo. Katherine Friese, profesor kosmologii na Uniwersytecie w Teksasie, która nie brała udziału w badaniach, nazywa te dane potencjalnie destrukcyjnymi. Wierzy, że wyniki mogą podważyć bardzo podstawowy fundament, na którym wszyscy opierają się w swojej codziennej pracy. Czeka na reakcję środowiska naukowego. Czy się rozpadnie? Lub dostosowuje się?
Sceptycy się budzą
David Spergel, prezes Fundacji Simonsa, nie jest jeszcze przekonany. „To byłoby ważne” – zauważa – „ale wymagałoby znacznie dokładniejszej analizy”.
Wskazuje na rażący problem: kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, w skrócie CMB. To dziecięce zdjęcie Wszechświata, jego najwcześniejsza migawka światła. Jeśli wielkoskalowa struktura jest rzeczywiście tak asymetryczna, jak twierdzi Labini, wahania CMB powinny być ogromne. Około sto razy więcej, niż faktycznie obserwujemy. Ale nie ma ich. Gdzie więc leży niezgodność?
John Peacock z Uniwersytetu w Edynburgu sięga jeszcze głębiej. Widzi sprzeczności z innymi danymi, które już posiadamy na temat struktur wielkoskalowych. Co więcej, istnieją sprzeczności z wynikami uzyskanymi z dokładnie tego samego zbioru danych DESI, na którym opiera się nowe badanie.
„Dopóki nie zrozumiemy, czy i w jaki sposób możemy zapewnić spójność tych danych” – mówi Peacock – „nie spodziewam się, że wiele osób da się przekonać”.
Zespół DESI prawdopodobnie spróbuje zrozumieć sytuację. Peacock oczekuje, że rozpoczną się inspekcje. Ale na razie oświadczenie to jest samodzielne, głośno i kontrowersyjnie przemawiające przeciwko gładkiemu konsensusowi izotropowemu.
Nauka postępuje zrywami. Czasami artykuł łamie paradygmat. Czasem po prostu potrzeba lepszego przetwarzania danych. Labini widzi pęknięcia w ścianie. Inni widzą farbę, która jeszcze nie wyschła.
Dane leżą cicho, wskazując w określonym kierunku.
Nikt jeszcze nie spojrzał całkowicie w tym kierunku.
