Một nghiên cứu sử dụng dữ liệu Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan đã tiết lộ rằng vũ trụ có thể trẻ hơn dự kiến, thách thức các mô hình vũ trụ học truyền thống bằng cách phân tích chuyển động của các thiên hà không gian xung quanh các cụm lớn.

Trong các mô hình vũ trụ tiêu chuẩn, sự hình thành các cấu trúc vũ trụ bắt đầu bằng sự xuất hiện của các cấu trúc nhỏ, sau đó trải qua quá trình hợp nhất theo cấp bậc, dẫn đến sự hình thành các hệ thống lớn hơn. Khi vũ trụ già đi, các nhóm và cụm thiên hà khổng lồ, với tư cách là những hệ thống lớn nhất, có xu hướng tăng khối lượng và đạt đến trạng thái linh hoạt hơn.

Chuyển động của các thiên hà không gian xung quanh các nhóm và cụm này cung cấp những hiểu biết có giá trị về trạng thái tập hợp của chúng. Những quan sát về chuyển động như vậy cung cấp những manh mối quan trọng về tuổi của vũ trụ.

Sử dụng dữ liệu công khai từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS), một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Qi Guo thuộc Đài quan sát thiên văn quốc gia thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (NAOC) dẫn đầu đã phân tích động học của các cặp vệ tinh xung quanh các cụm thiên hà khổng lồ. Phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy vũ trụ có thể trẻ hơn dự đoán của mô hình LCDM với các thông số Planck vũ trụ.

Nghiên cứu này được công bố trên Thiên văn học thiên nhiên Vào ngày 22 tháng 1.

Phần tích lũy của các cặp liên kết là hàm của góc dung sai. Nguồn: Tiến sĩ Cheng Guo

Các nhà nghiên cứu đã điều tra chuyển động của các cặp vệ tinh nằm ở phía xa của các cụm thiên hà khổng lồ bằng cách sử dụng độ lệch vận tốc của chúng so với thiên hà trung tâm dọc theo đường ngắm. Họ tìm thấy một lượng vượt quá đáng kể các cặp thể hiện sự dịch chuyển vận tốc tương quan so với các cặp thể hiện sự dịch chuyển vận tốc ngược tương quan.

Giáo sư Qi Guo, tác giả tương ứng của bài báo cho biết: “Sự gia tăng các cặp vệ tinh tương quan cho thấy sự hiện diện của các thiên hà không gian được bồi tụ hoặc rơi xuống gần đây”.

Sự dư thừa này cũng được tìm thấy trong các mô phỏng vũ trụ học hiện đại, nhưng cường độ của hiệu ứng này nhỏ hơn nhiều so với các quan sát. Sự khác biệt lớn giữa quan sát và mô phỏng cho thấy các cụm thiên hà khổng lồ trẻ hơn trong vũ trụ thực.

Tiến sĩ Qing Guo cho biết: “Vì tuổi của các cụm thiên hà khổng lồ có thể liên quan chặt chẽ đến tuổi của Vũ trụ, nên những kết quả này cho thấy một Vũ trụ trẻ hơn so với Vũ trụ bắt nguồn từ nền vi sóng vũ trụ (CMB) của Hợp tác Planck”. , tác giả đầu tiên của bài báo.

Những kết quả này thể hiện một thách thức đối với mô hình vũ trụ học hiện tại và có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị về bài toán tensor Hubble.

Tham khảo: “Vũ trụ trẻ hơn được biểu thị bằng mối tương quan giữa các cặp vệ tinh từ các quan sát SDSS về các cụm thiên hà khổng lồ” của Qing Guo, Qi Guo, Marius Cotton, Shi Shao, Wenxiang Pei, Wenting Wang, Liang Gao và Jie Wang, ngày 22 tháng 1 năm 2024, Thiên văn học thiên nhiên.
doi: 10.1038/s41550-023-02192-6