Rejtélyes szakadék a Világegyetem múltjában

A Hubble távcső március 9-én készült mélyég felvételei segítségével az eddigi legidősebb és legtávolabbi galaxisokat pillanthatták meg a csillagászok. A galaxisok mintegy 13 milliárd fényévnyi (1 fényév: 9, 460, 530, 000 km ) távolságban fekszenek Földünktől.

Hubble 1929-ben figyelte meg, hogy minél messzebb van egy galaxis, annál nagyobb sebességgel távolodik tőlünk. Feltételezve a világ egy szingularitásból (térben és időben egy pontból) történő keletkezését az ősrobbanással, és folyamatos tágulását, elegendően széles térbeli skálán minden alkotóelem távolodik a tőle távol levő összes kozmikus objektumtól.

Ez azt is jelenti, hogy minél távolabb nézünk a világűr végtelenjébe, annál régebbre is tekintünk egyben, tehát a legtávolabbi képződmények a legfiatalabbak, így tájékoztatnak a világegyetem korai történetéről. A felfedezett galaxisok távolságára (és korára) a Doppler-effektus alapján következtetnek a kutatók.

Vöröseltolódás

Christian Doppler osztrák matematikus által a 19. században leírt összefüggés szerint a fénysugár hullámtermészetéből adódóan a kibocsátó forrás közeledése esetén a hullám összetorlódik, tehát megnő a frekvenciája, míg a távolodó objektum fénye alacsonyabb frekvenciájú hullámokká húzódik szét, jó közelítéssel adja meg a vizsgált objektum látóirányú sebességét, ezzel távolságát, sőt életkorát is.

A távolabbi csillagok fénye vörösbe hajlik (hosszabb hullámhossz), sőt a legtávolabbiak képe szabad szemmel már nem is érzékelhető, csak infravörös távcsővel detektálható (ezt a jelenséget vöröseltolódásnak is hívják).

A vöröseltolódás skálán a legnagyobb érték a legnagyobb hullámhosszú, azaz legtávolabbi objektumokra utal. A Hubble képén most felfedezett legtávolabbi galaxisok nemcsak igen fiatalok, de meglepő módon, a színképelemzések tanulsága szerint, kivételesen aktív csillagbölcsők is. A csillagok születése ezen a területen az eddig tapasztalt legnagyobb iramban történik.

Generációs szakadék

A csillagászok a felvételek kiértékelése során egy másik meglepő jelenséggel is szembesültek. A vöröseltolódást skálára vezetve a nagy számok nagy színkép-eltolódásra, és egyre nagyobb távolságra utalnak. A vöröseltolódás-skála logaritmikus: azaz az 1-es és 2-es érték több milliárd év különbséget, a 6-os és a 7-es viszont csupán néhány száz millió év különbséget jelez a galaxisok korában.

A Hubble felvétele alapján 7, 7-es vagy ennél nagyobb vöröeltolódást csupán hat galaxis kapott, egyhez 8, 4-es értéket rendeltek. Ezek a galaxisok az univerzum csecsemői. Furcsa mód 7 körüli vöröseltolódással alig találtak galaxisokat, míg a 2, 3, 4 beosztásba sorolt galaxisok száma meglepően nagy.

A közelebbi világok tehát falat képeznek térben és időben egyaránt. A 2-es értéknél nagyobb eltolódással rendelkező galaxisok kompaktak és közel vannak egymáshoz. Az összeolvadások gyakoriak és az ütközések nem elhanyagolható energiával szolgálják a csillagok születését. Ezzel szemben a 7-es vöröseltolódásnak megfelelően (13 milliárd évvel ezelőtt) szinte a galaxisok teljes hiánya jellemző.

A kutatók egyelőre nem találnak magyarázatot a galaxisok ilyen jellegű tér-időbeli eloszlására, egyes csillagászok szerint egyszerűen csak egy, a kozmikus varianciának tulajdonítható, üres folt került a Hubble keresőjébe és nem paradigmaváltó felfedezések előtt áll az égi tudomány. Mindenesetre további megfigyelések szükségesek a galaxisok fejlődésének és a hiányok jelentésének megfejtéséhez.