100 lat badań obala teorię Wielkiego Wybuchu – nauka na nowym rozdrożu

Najnowsze badania przeprowadzone przez inżyniera z Kansas State University, Liora Shamira, stawiają pod znakiem zapytania powszechnie akceptowaną teorię Wielkiego Wybuchu. W opublikowanym badaniu Shamir wspiera starą, liczącą sto lat teorię „zmęczonego światła”, która stanowi alternatywę dla hipotezy narodzin Wszechświata przez Wielki Wybuch. Wykorzystując zdjęcia z trzech różnych teleskopów, naukowiec zbadał ponad 30 000 galaktyk i zmierzył tzw. przesunięcie ku czerwieni, czyli zmianę częstotliwości fal świetlnych emitowanych przez galaktyki w zależności od ich odległości od Ziemi.

Według powszechnie akceptowanej teorii Wielkiego Wybuchu, wszechświat zaczął się rozszerzać około 13,8 miliarda lat temu. Ta teoria opiera się m.in. na odkryciu Edwina Hubble'a i George'a Lemaitra z lat 20. XX wieku, które wykazało, że galaktyki oddalają się od Ziemi – im dalej znajduje się galaktyka, tym szybciej się od niej oddala. Te odkrycia były podstawą do sformułowania teorii Wielkiego Wybuchu.

Jednakże, już w tamtych czasach inny znany astronom, Fritz Zwicky, wysunął alternatywną hipotezę. Stwierdził on, że przesunięcie ku czerwieni obserwowane na Ziemi nie wynika z ruchu galaktyk, ale z utraty energii przez fotony światła podczas podróży w przestrzeni kosmicznej. W efekcie, według teorii „zmęczonego światła”, im dłużej światło przebywa, tym więcej energii traci, co tworzy iluzję, że bardziej oddalone galaktyki poruszają się szybciej.

Shamir w swoim badaniu stwierdził, że teoria „zmęczonego światła” była w dużej mierze ignorowana, ponieważ społeczność naukowa przyjęła teorię Wielkiego Wybuchu jako dominujący model wszechświata. Sytuacja zaczęła się jednak zmieniać, gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dostarczył głębokich obrazów wczesnego wszechświata. Wbrew oczekiwaniom astronomów, zamiast obrazów „niemowlęcego” wszechświata, zobaczyli oni duże, dojrzałe galaktyki. Jeśli Wielki Wybuch rzeczywiście miał miejsce, te galaktyki wydają się starsze niż sam wszechświat, co podważa tę hipotezę.

Aby przetestować teorię „zmęczonego światła”, Shamir wykorzystał stałą prędkość obrotową Ziemi wokół centrum Drogi Mlecznej do analizy przesunięcia ku czerwieni galaktyk o różnych prędkościach względem Ziemi. Wyniki pokazały, że galaktyki obracające się w kierunku przeciwnym do Drogi Mlecznej wykazywały mniejsze przesunięcie ku czerwieni w porównaniu z galaktykami poruszającymi się w tym samym kierunku. Ta różnica nasilała się wraz ze wzrostem odległości galaktyk od Ziemi, co było zgodne z teorią Zwicky'ego. Wyniki te sugerują, że przesunięcie ku czerwieni rzeczywiście może zmieniać się w zależności od odległości, tak jak przewidywała teoria „zmęczonego światła”.

Badania Shamira zostały opublikowane w czasopiśmie „Particles” i stanowią jedno z pierwszych empirycznych dowodów na teorię Zwicky'ego. Choć „zmęczone światło” zostało kiedyś odrzucone na rzecz Wielkiego Wybuchu, najnowsze obserwacje sugerują, że nasza wiedza o wszechświecie może być mniej precyzyjna, niż sądziliśmy. W obliczu tych nowych dowodów astronomowie mogą ponownie rozważyć teorie dotyczące narodzin i ekspansji wszechświata.