찬드라와 XMM-뉴턴 우주 망원경의 데이터를 기반으로 한 이 연구는 우주가 모든 방향으로 고르지 않게 팽창하고 있음을 보여주었습니다. 결과는 Astronomy and Astrophysics 저널에 게재될 준비가 되었으며 arXiv.org 사전 인쇄 사이트에서 사용할 수 있습니다.
빅뱅 이후에 우주는 끊임없이 팽창하고 있고, 우주는 먼 거리에서 볼 때 일반적으로 등방성, 즉 모든 방향에서 동일하다고 믿어집니다. 그러나 새로운 연구는 우주의 이 근본적인 속성에 의문을 제기합니다.
미국과 독일의 천체물리학자들은 NASA의 찬드라 우주 엑스선 관측소와 유럽 우주국의 XMM-뉴턴 우주 엑스선 망원경이 중력에 의해 뭉쳐진 거대한 은하단을 관찰한 데이터를 분석했다. 이것은 과학자들이 가장 중요한 매개변수를 측정하는 데 사용하는 우주에서 가장 큰 구조입니다.
폭발하는 별에 대한 광학적 관찰과 은하에 대한 적외선 연구를 기반으로 한 초기 측정은 우주의 등방성에 대한 질문에 명확한 답을 주지 못했습니다. 새로운 연구에서 과학자들은 X선 데이터 분석에 집중했습니다.
분석 과정에서 저자들은 수백 개의 은하단을 관찰할 때 얻은 X선 데이터가 관찰 방법에 따라 크게 다르다는 것을 발견했다.
연구 저자 중 한 명인 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 게릿 셸렌버거(Gerrit Schellenberger)는 NASA 보도 자료에서 "클러스터 관측을 기반으로 우주를 어떻게 보느냐에 따라 우주 팽창 속도의 차이를 발견했습니다."라고 말했습니다., 매사추세츠, 미국 - 이것은 오늘날 우리가 우주론에서 사용하는 기본 가정 중 하나와 반대입니다."
과학자들이 사용하는 방법은 은하단에 들어가는 뜨거운 가스의 온도와 그것이 생성하는 X선의 양, 즉 은하단의 X선 광도 사이의 관계를 기반으로 합니다. 일반적으로 클러스터의 가스 온도가 높을수록 X선 복사의 밝기가 높아집니다. 이 의존성은 우주의 팽창 속도를 포함한 우주론적 양 때문이 아닙니다.
저자들은 이 기술을 사용하여 은하단의 X선 밝기를 추정한 후, 이미 우주의 팽창률에 의존하는 다른 방법을 사용하여 얻은 X선 밝기와 그 값을 비교했습니다. 그 결과 우리는 하늘 전체의 팽창률을 계산할 수 있었고 우주는 우리와 관련하여 다른 방향으로 다른 방식으로 팽창한다는 것이 밝혀졌습니다.
연구자들은 두 가지 가능한 설명을 제안했습니다. 첫 번째는 은하단의 큰 그룹이 함께 이동할 수 있지만 우주 팽창 때문이 아니라 중력의 영향을 받을 수 있다는 것입니다. 움직임이 충분히 빠르면 각 클러스터의 밝기 추정에 오류가 발생할 수 있습니다.
두 번째 가능한 설명은 우주의 팽창을 결정하는 신비한 힘인 암흑 에너지가 균일하지 않다는 사실 때문에 우주는 실제로 다른 방향에서 동일하지 않다는 것입니다.
연구 저자인 독일 본 대학의 토마스 라이프리히(Thomas Reiprich)는 "우주의 다른 부분에서 암흑 에너지가 다른 의미를 갖는다는 것을 발견할 수 있다면 좋을 것"이라고 말했다.
이 두 가지 설명 중 하나는 천체 물리학에 중요한 의미를 가질 것입니다. 은하단에 대한 X선 연구를 포함한 많은 우주론적 연구에서는 우주가 등방성이며 먼 거리에서의 상호의존적 운동은 우주 팽창에 비해 무시할 만하다고 가정합니다. 이제 이 모든 결과에 의문이 제기되고 있습니다.