Είναι πραγματικά μαύρος ο χώρος;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Όταν κοιτάμε τον νυχτερινό ουρανό, φαίνεται ότι το σκοτάδι τυλίγει τα πάντα γύρω, ειδικά αν ο ουρανός είναι συννεφιασμένος και τα αστέρια δεν φαίνονται. Πλανήτες, γαλαξίες και νεφελώματα που συλλαμβάνονται από διαστημικά τηλεσκόπια και μοιράζονται γενναιόδωρα με το ευρύ κοινό, φαίνονται να λάμπουν σε φόντο μαύρου, ψυχρού διαστήματος. Είναι όμως πραγματικά μαύρος ο χώρος;

Σύμφωνα με νέα έρευνα, το σύμπαν μπορεί να μην είναι τόσο σκοτεινό όσο νόμιζαν οι αστρονόμοι. Με τη βοήθεια των καμερών του αυτόματου διαπλανητικού σταθμού New Horizons, ο οποίος κάποτε επισκέφτηκε τον Πλούτωνα για να μετρήσει το σκοτάδι του διαπλανητικού χώρου, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι εξακολουθούμε να έχουμε κακή ιδέα για το τι είναι το σύμπαν.

Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της μελέτης έδειξαν ότι σε απόσταση έξι δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, μακριά από φωτεινούς πλανήτες και φως που διασκορπίζεται από τη διαπλανητική σκόνη, ο κενός χώρος ήταν περίπου διπλάσιος από το αναμενόμενο.

Πόσο σκοτεινός είναι ο χώρος;

Για αιώνες, το σκοτάδι του νυχτερινού ουρανού ήταν η πηγή ενός παραδόξου που πήρε το όνομά του από τον Γερμανό αστρονόμο Heinrich Wilhelm Olbers. Προφανώς, σε ένα άπειρο στατικό σύμπαν, κάθε οπτική γραμμή καταλήγει σε ένα αστέρι, οπότε δεν θα έπρεπε ο ουρανός να φαίνεται τόσο φωτεινός όσο ο ήλιος; Οι αστρονόμοι σήμερα γνωρίζουν ότι το σύμπαν είναι 13,8 δισεκατομμυρίων ετών και ότι διαστέλλεται με επιτάχυνση. Ως αποτέλεσμα, οι περισσότερες οπτικές γραμμές δεν τελειώνουν στα αστέρια, αλλά στη λάμψη του Big Bang, και τα κύματα λάμψης είναι τώρα τόσο διασταλμένα που είναι αόρατα στο μάτι. Αυτό είναι που κάνει τον ουρανό σκοτεινό. Μα πόσο σκοτεινό είναι το σκοτάδι;

Ερευνητές στο Εθνικό Οπτικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο στην Αριζόνα μελέτησαν το φως στο βαθύ διάστημα χρησιμοποιώντας την αποστολή New Horizons της NASA.

Ο διαστημικός σταθμός New Horizons εκτοξεύτηκε στις 19 Ιανουαρίου 2006 και πέταξε δίπλα από τον Πλούτωνα στις 14 Ιουλίου 2015. Την 1η Ιανουαρίου 2019, το New Horizons πέταξε δίπλα από το Arrocot, που παλαιότερα ονομαζόταν Ultima Thule, ένα από τα αμέτρητα διαστημικά παγόβουνα που κατοικούν στη ζώνη Kuiper στα περίχωρα του ηλιακού συστήματος. Σήμερα ο σταθμός συνεχίζει με επιτυχία το διαστημικό του ταξίδι.

Οι μετρήσεις των αστρονόμων, που δημοσιεύθηκαν στη νέα μελέτη, βασίζονται σε επτά εικόνες από τη θερμική συσκευή απεικόνισης μεγάλης εμβέλειας New Horizons που ελήφθησαν ενώ ο σταθμός ήταν περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη. Σε αυτή την απόσταση, το διαστημόπλοιο βρέθηκε πολύ πέρα από τη λάμψη των πλανητών ή τη διαπλανητική σκόνη, κάτι που θα μπορούσε ενδεχομένως να επηρεάσει την ποιότητα των εικόνων.

«Έχοντας ένα τηλεσκόπιο στην άκρη του ηλιακού συστήματος μας επιτρέπει να κάνουμε ερωτήσεις σχετικά με το πόσο σκοτεινό είναι πραγματικά στο διάστημα», γράφουν οι συγγραφείς της εργασίας, που δημοσιεύτηκε στον διακομιστή προεκτύπωσης Arxiv. «Κατά τη διάρκεια της δουλειάς μας χρησιμοποιήσαμε εικόνες μακρινών αντικειμένων στη ζώνη Kuiper. Αφαιρέστε τα και τυχόν αστέρια και θα έχετε έναν καθαρό ουρανό».

Φωτογραφίες από την αποστολή New Horizons της NASA

Σύμφωνα με τους The New York Times, η κάμερα New Horizons είναι ένας «διαμορφωτής λευκού φωτός» που δέχεται φως σε ένα ευρύ φάσμα, καλύπτοντας ορατά και ορισμένα υπεριώδη και υπέρυθρα κύματα. Οι εικόνες που προέκυψαν στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία - σε όλες τις εικόνες, αφαιρέθηκε όλο το φως από όλες τις πηγές που ήταν γνωστές στους αστρονόμους, συμπεριλαμβανομένων τυχόν σχετικά κοντινών αστεριών.

Με την επεξεργασία των ληφθέντων εικόνων, οι ερευνητές αφαίρεσαν επίσης το φως που προέρχεται από γαλαξίες, οι οποίοι, όπως πιστεύουν οι συντάκτες της επιστημονικής εργασίας, υπάρχουν, αλλά δεν έχουν ακόμη ανιχνευθεί. Ως αποτέλεσμα, λήφθηκαν εικόνες στο βαθύ διάστημα χωρίς καμία φωτορύπανση. Είναι ενδιαφέρον ότι, παρόλο που όλες οι πηγές φωτός (γνωστές και άγνωστες) έχουν αφαιρεθεί, εξακολουθεί να υπάρχει πολύ φως στις εικόνες που προκύπτουν. Από πού ακριβώς προέρχεται το υπόλοιπο φως είναι άγνωστο.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το φως μπορεί να προέρχεται από αστέρια ή γαλαξίες που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη. Ωστόσο, δεν μπορεί να αποκλειστεί ότι το φως στις εικόνες που προκύπτουν μπορεί να είναι κάτι εντελώς νέο. Αναμφίβολα θα διεξαχθεί περισσότερη έρευνα καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να αναζητούν πηγές φωτορύπανσης, αλλά η πηγή πρόσθετων φωτονίων παραμένει ένα μυστήριο σήμερα.

Σύμφωνα με τον Νταν Χούπερ, έναν φυσικό στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή Φέρμι στη Μπαταβία, έχει προτείνει ότι η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη είναι ο ένοχος για τον πρόσθετο φωτισμό. Σε ένα email στους New York Times, είπε ότι ο ίδιος και οι συνάδελφοί του, σκεπτόμενοι μια πιθανή πηγή φωτός, δεν είχαν βρει ποτέ καμία νέα φυσική για να εξηγήσει την παρουσία της στις εικόνες, «εκτός από μερικές πραγματικά μη ελκυστικές επιλογές».

Πιστεύεται ότι το Σύμπαν είναι γεμάτο με «σκοτεινή ύλη», το ακριβές περιεχόμενο της οποίας είναι άγνωστο, αλλά η βαρύτητα της οποίας σχηματίζει τον ορατό σε εμάς χώρο. Σύμφωνα με ορισμένες θεωρίες, αυτή η ύλη θα μπορούσε να είναι σύννεφα εξωτικών υποατομικών σωματιδίων που διασπώνται ραδιενεργά ή συγκρούονται και εκμηδενίζονται σε εκρήξεις ενέργειας που προσθέτουν φως στην παγκόσμια λάμψη. Μια άλλη πιθανή ένδειξη θα μπορούσε να είναι ένα κοινό λάθος.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, η πιθανότητα οι αστρονόμοι να έκαναν λάθος και να έχασαν την πηγή φωτός υπάρχει, η αλήθεια είναι μόνο 5%. Λοιπόν, ελπίζουμε ότι η μελλοντική έρευνα μπορεί να ρίξει φως σε αυτό το σκοτεινό κομμάτι του κοντινού διαστήματος.