Legjobb teleszkópunk kész galaxisokat talált az idők kezdetén, és ez felborít mindent, amit a világ keletkezéséről gondoltunk.
Amikor a James Webb űrteleszkópot több mint egy évtizedes előkészítés után 2021 végén fellőtték a tudósok, úgy gondolták, hogy az idők kezdetéig visszatekintő eszköz halvány és kezdetleges galaxisokat lát majd.
Az emberiség jelenleg legfejlettebb űrteleszkópja kiváló fotókat tud készíteni a Jupiterről, vagy akár más csillagok körül keringő bolygókról. Fő küldetése azonban az, hogy visszatekintsen a távoli múltba: különleges hőpajzsa árnyékában szuperérzékeny infravörös kameráival a legrégebben utazó és leginkább vörösbe eltolódó fényt is képes érzékelni. Képein azonban a várt helyett nagy, fényes és kifejlett galaxisok voltak láthatók egymilliárd évvel azután, hogy minden elkezdődött.
Ez, ha úgy tetszik, a 2024-es év legnagyobb horderejű tudományos eredménye: kiderült ugyanis, hogy
mehet a levesbe, amit a galaxisok evolúciójáról, a világ keletkezéséről, vagy épp a sötét anyagról gondolunk.
Az eddig elfogadott Lambda-CDM kozmológiai modell szerint a galaxisok a széleiken különösen gyorsan keringő csillagrendszerekkel együtt azért nem repülnek el, mert a világegyetem 27 százalékát kitevő sötét anyag gravitációs vonzása benn tartja őket a körhintában. Az általunk ismert anyag csupán a világ 5 százalékát képezi, a hatszor ennyi sötét anyag kimutatása azonban eddig kifogott a tudományon, minden befektetett idő, pénz és energia ellenére.
A vártnál nagyobb és fejlettebb galaxisok miatt azonban előléphet egy partvonal mögé szorult, a tudományos körökben nem elfogadott alternatív elmélet, a módosított newtoni dinamika, vagyis a Mond. A világot a törvények módosításával, sötét anyag nélkül magyarázó elméletet 1982-ben dolgozta ki Mordehai Milgrom izraeli fizikus. Ennek lényege, hogy a galaxisok egyszerűen azért maradnak egyben, mert a gravitáció nagy távolságokon nem csökken olyan tempóban, mint amilyennel a newtoni gravitáció számol. Ahelyett, hogy az erő fordítottan aránylana a távolság négyzetéhez, egyszerűen fordítottan arányos a távolsággal.
A Monddal sok volt a baj, ellentmondásban volt a gravitáció által a térrel együtt meghajlított fény lencsehatásával és a gravitációs hullámokkal. Miközben használható volt a galaxisok viselkedésének leírására, a különösen szétszórt galaxisokra azonban mégsem illett annyira. Ezeket a Lambda-CDM el tudta intézni annyival, hogy kevés bennük a sötét anyag.
Meglehetősen váratlan volt tehát, hogy az ősrobbanás után látható galaxisok mégsem a Lambda-CMD elméletet igazolták.
Amit látunk, nem az, amit a sötét anyag elmélete jósolt. Csak azt tudom mondani, hogy megmondtam előre. Úgy nőttem fel, hogy nem illik ezt mondani, de a tudományos módszer lényege ez: előrejelzünk dolgokat, és megnézzük, hogy megvalósulnak-e
– mondta az eredményről Stacy McGaugh a Case Western Reserve Egyetem asztrofizika-professzora, közismert mondista.
A sötét anyag modellben a világegyetem anyaga lassan és fokozatosan áll össze az anyag helyett. Ezzel szemben a több ezer fényév távolságnál jelentkező erősebb gravitációs hatás sokkal tempósabban összerántja a galaxisokat. A James Webb megfigyeléseiben ez látható – a sötét anyag helyett így most a sötét ló nyert.
A probléma, amivel a világelméletek küzdenek az, hogy bizonyos anomáliákat megmagyaráznak, de nem húzhatók rá mindenre. A Mond ott működik, ahol a sötét anyag elmélete nem, és fordítva. McGaugh maga is elismeri, hogy a módosított newtoni dinamika és az általános relativitáselmélet egyeztetése továbbra is túl nagy kihívás. A lényeg inkább az, hogy az uralkodó elmélet kapott egy pofont, és ismét megnyílt a pálya az izgalmas spekulációk előtt.
(The Conversation, LiveScience, Space.com)
(Borítókép: A James Webb űrteleszkóp. Fotó: Shutterstock)