Prosto z nieba
Włókna i pustki

ESA and the Planck Collaboration
Niezwykle precyzyjne obserwacje satelity Planck kreślą obraz Wszechświata,
w którym głównym składnikiem jest tajemnicza ciemna energia
(
całkowitej gęstości masy/energii) oraz równie tajemnicza,
nieoddziałująca elektromagnetycznie ciemna materia
; zwykła
materia stanowi tylko
całkowitej gęstości.
Nasz Wszechświat jest również bardzo płaski, a jego średnia gęstość to
co odpowiada sześciu protonom na metr sześcienny.
Wszechświat może się więc wydawać prawie kompletnie pusty, a przynajmniej
ubogi w znaną z codziennego doświadczenia materię. Jaka jest jego struktura?
W skalach większych od „ludzkich”
materia grupuje się
w gwiazdy (
km), te w galaktyki (
km, czyli
kpc w przypadku Drogi Mlecznej), a te z kolei w gromady galaktyk
(
Mpc). Supergromady, czyli gromady gromad tworzą gigantyczne
struktury zwane włóknami (filamentami) o rozmiarach rzędu 100 Mpc, które
zawierają praktycznie całą świecącą materię skupioną w gwiazdach. Pomiędzy
włóknami znajdują się pustki; jedną z nich jest gigantyczna superpustka
w kierunku gwiazdozbioru Erydanu, odkryta w danych satelity WMAP
i potwierdzona przez Plancka. Obserwowane struktury są wynikiem
pierwotnych fluktuacji w bardzo wczesnym etapie życia Wszechświata.
Materia, wtedy mieszanina elektronów, barionów i fotonów, zapadała się
grawitacyjnie w obszarach gęstszych przy współudziale ciemnej materii
i w obecności promieniowania. W ten sposób prawie jednorodny rozkład
materii zmienił się w obecnie obserwowaną sieć włókien i pustek. Powstające
w trakcie tego procesu fale dźwiękowe (akustyczne oscylacje barionowe)
pozostawiły swój ślad na „sferze ostatniego rozproszenia” w czasie
rekombinacji plazmy w atomy wodoru (ok. 400 tys. lat po Wielkim Wybuchu,
przy przesunięciu ku czerwieni
), dlatego też do badania
wielkich struktur używa się obserwacji mikrofalowego promieniowania
tła.
Mniejsza niż średnia gęstość rozkładu materii odpowiada obszarom chłodniejszym, czyli pustkom; miejsca cieplejsze są związane z włóknami.
Mamy nadzieję, że analiza niebieskich i czerwonych plamek na mapie stworzonej przez zespół Plancka będzie jeszcze przez długi czas źródłem interesujących odkryć.