زومیت/ ستاره‌شناس‌ها ادعا می‌کنند شواهد جدیدی یافته‌اند که نشان می‌دهد کهکشان ما در منطقه‌ای غیرمعمول و پراکنده در فضا قرار دارد.

براساس ادعای جدید ستاره‌شناس‌ها، زمین و کهکشان راه شیری ما درون یک خلأ عظیم معلق هستند که مشاهدات ما از کیهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پیشنهاد جسورانه که از تحلیل پژواک‌های بیگ‌بنگ به دست آمد، نشان می‌دهد که کهکشان ما ممکن است در منطقه‌ای به بزرگی دو میلیارد سال نوری قرار گرفته باشد که چگالی آن حدود ۲۰ درصد کمتر از متوسط است.

اگر یافته‌های فوق تایید شوند، می‌توانند به ستاره‌شناسان در یافتن سن واقعی کیهان کمک کنند و راه‌حلی برای یکی از چالش‌برانگیزترین معماهای کیهان‌شناسی ارائه دهند؛ اختلافی که با نام «تنش هابل» شناخته می‌شود و نشان می‌دهد که جهان دوردست با سرعت کندتری نسبت به جهان مجاور منبسط شده است.

یافته‌ها همچنین می‌توانند به بازنویسی عمده‌ای در مدل‌های کیهان‌شناسی موجود منجر شوند.

 پژوهشگران، نتایج خود را ۹ ژوئیه در نشست ملی نجوم انجمن سلطنتی اخترشناسی در دورهام انگلستان ارائه کردند.

مشکل هابل در دهه گذشته، کیهان‌شناسی با بحرانی فزاینده روبه‌رو بوده است، چرا که مشاهدات تلسکوپ هابل و سپس تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان دادند بسته به اینکه اخترشناسان به کدام بخش از کیهان نگاه کنند، جهان با نرخ‌های متفاوتی در حال انبساط است.

در حال حاضر، دو روش استاندارد طلایی برای محاسبه نرخ انبساط که به آن «ثابت هابل» گفته می‌شود، وجود دارد.

 روش اول بررسی نوسانات بسیار کوچک در تابش پس‌زمینه کیهانی است؛ بقایای نخستین نور جهان که تنها ۳۸۰ هزار سال پس از بیگ‌بنگ به وجود آمد. این روش به اخترشناسان امکان داد تا نرخ انبساطی در حدود ۶۷ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک را استنتاج کنند؛ مقداری که با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد کیهان‌شناسی انطباق نزدیک دارد.

بااین‌حال روش دوم که شامل اندازه‌گیری فواصل نزدیک‌تر با استفاده از ستارگان تپنده به نام ستارگان متغیر قیفاووسی است، مقدار عجیبی برای ثابت هابل به دست داده: ۷۳٫۲ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک.

اختلاف در محاسبات ثابت هابل ممکن است در نگاه اول ناچیز به نظر برسد، اما آن‌قدر زیاد است که پیش‌بینی‌های مدل استاندارد کیهان‌شناسی را به‌کلی زیر سؤال ببرد. اخترشناسان برای توضیح تنش هابل، بازنویسی‌های عمده و جزئی زیادی را برای مدل موجود پیشنهاد کرده‌اند که برای مثال می‌توان به کنارگذاشتن کامل انرژی تاریک و ماده تاریک اشاره کرد؛ اما پژوهشگران مطالعه‌ی جدید می‌گویند این ناهماهنگی ممکن است به‌طور خاص مربوط به «حیاط خلوت کیهانی» ما باشد.

ایندرانیل بانیک، نویسنده‌ی اصلی مقاله و اخترشناس دانشگاه پورتسموث بریتانیا، در بیانیه‌ای گفت: «یک راه‌حل احتمالی برای این ناسازگاری این است که کهکشان ما نزدیک به مرکز یک خلأ محلی بزرگ قرار داشته باشد.

این خلأ باعث می‌شود که ماده، به‌واسطه‌ی گرانش، به‌سمت نواحی چگال‌تر بیرون خلأ کشیده شود و در نتیجه، با گذشت زمان، این منطقه خالی‌تر و خالی‌تر شود.»

او اضافه کرد که این موضوع باعث می‌شود نرخ انبساط محلی درون این خلأ سریع‌تر از نواحی چگال‌تر و دورتر کیهان باشد.

پر کردن خلأ

فرضیه‌ای که بخشی از جهانمان را دارای چگالی کمتر نسبت به سایر نواحی می‌داند، نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۹۰ شکل گرفت؛ زمانی که پژوهشگران متوجه شدند جهان محلی ما درمقایسه با جهان اطراف، کمتر از حد انتظار کهکشان دارد.پژوهش‌های بعدی نیز آن مشاهدات را تأیید کردند و نشان دادند که کهکشان ما ممکن است در مرکز ناحیه‌ای قرار داشته باشد که به «حفره‌ی محلی» یا KBC void شناخته می‌شود؛ نامی که از حروف اول نام خانوادگی اخترشناسانی که این مطالعه را انجام دادند، گرفته شده است.

بااین‌حال، برخی اخترشناسان تردید دارند که این فضای کم‌چگال واقعاً خالی باشد و احتمال می‌دهند که شاید با اجرامی پر شده باشد که نوری از خود منتشر نمی‌کنند.

اخترشناس‌ها حذف ماده و انرژی تاریک را راه‌حلی برای حل تنش هابل می‌دانند

بانیک و همکارانش برای بررسی بیشتر شواهد، داده‌های ۲۰ ساله از رصدهای مربوط به نوسانات آکوستیکی باریونی (BAO) را گردآوری کردند. این نوسان‌ها موج‌های فشاری هستند که در زمان بیگ‌بنگ ایجاد و در فضا منجمد شدند.

 سپس هم‌زمان با انبساط کیهان گسترش یافتند و اکنون الگوی توزیع کهکشان‌ها را شکل می‌دهند بانیک توضیح می‌دهد: «این موج‌های صوتی پیش از آنکه با سردشدن جهان و تشکیل اتم‌های خنثی در جای خود منجمد شوند، تنها برای مدت کوتاهی حرکت کردند. 

این موج‌ها مانند خط‌کش استاندارد عمل می‌کنند که اندازه زاویه‌ای آن‌ها را می‌توانیم برای ترسیم تاریخچه‌ی انبساط کیهان به کار ببریم.»

طبق اندازه‌گیری‌های نوسانات آکوستیکی باریونی (BAO)، احتمال اینکه ما در یک خلأ کیهانی زندگی کنیم، صد برابر بیشتر از آن است که در ناحیه‌ای با چگالی متوسط باشیم.

گام بعدی برای بانیک و همکارانش مقایسه‌ی مدل خلأ با دیگر مدل‌ها است تا ببینند کدام‌ یک با تاریخچه‌ی انبساط جهان بیشترین انطباق را دارد. 

این موضوع نه تنها برای درک ما از چگونگی رفتار کیهان، بلکه برای شناخت جایگاهمان در آن پیامدهای گسترده‌ای خواهد داشت. اخترشناسی نوین همواره نشان داده که دیدگاه شخصی ما نسبت به کیهان استثنایی نیست.

 بااین‌حال، اگر واقعاً در مرکز یک خلأ زندگی کنیم، ممکن است در انزوایمان بسیار یگانه‌تر از آن چیزی باشیم که قبلاً تصور می‌کردیم.