Figura 1. O mapa do céu de fundo cósmico em micro-ondas (CMB) produzido pelo satélite Planck. Vermelho representa regiões ligeiramente mais quentes, e regiões azuis ligeiramente mais frias. O Cold Spot é mostrado na inserção, com coordenadas nos eixos xey, e a diferença de temperatura em milionésimos de grau na escala na parte inferior. Crédito:ESA e Durham University
É improvável que um supervoide explique um 'ponto frio' no fundo cósmico de micro-ondas, de acordo com os resultados de uma nova pesquisa, deixando espaço para explicações exóticas como uma colisão entre universos. Os pesquisadores, liderado pelo estudante de pós-graduação Ruari Mackenzie e o professor Tom Shanks no Centro de Astronomia Extragalática da Universidade de Durham, publicar seus resultados em Avisos mensais da Royal Astronomical Society .
A radiação cósmica de fundo (CMB), uma relíquia do Big Bang, cobre todo o céu. A uma temperatura de 2,73 graus acima do zero absoluto (ou -270,43 graus Celsius), o CMB tem algumas anomalias, incluindo o ponto frio. Este recurso, cerca de 0,00015 graus mais frio do que seus arredores, foi alegado anteriormente ser causado por um grande vazio, bilhões de anos-luz de diâmetro, contendo relativamente poucas galáxias.
A expansão acelerada do universo faz com que os vazios deixem mudanças sutis para o vermelho na luz à medida que ela passa através do efeito Sachs-Wolfe integrado. No caso do CMB, isso é observado como impressões a frio. Foi proposto que um grande vazio em primeiro plano poderia, em parte, imprima o ponto frio CMB, que tem sido uma fonte de tensão em modelos de cosmologia padrão.
Anteriormente, a maioria das pesquisas por um supervoide conectado com a Mancha Fria estima as distâncias até as galáxias usando suas cores. Com a expansão do universo, galáxias mais distantes têm sua luz deslocada para comprimentos de onda mais longos, um efeito conhecido como redshift cosmológico.
Quanto mais distante a galáxia está, quanto maior for o desvio para o vermelho observado. Medindo as cores das galáxias, seus redshifts, e, portanto, suas distâncias, pode ser estimado. No entanto, essas medições têm um alto grau de incerteza.
Em seu novo trabalho, a equipe de Durham apresentou os resultados de uma pesquisa abrangente dos redshifts de 7, 000 galáxias, colheu 300 de cada vez usando um espectrógrafo implantado no telescópio Anglo-australiano. A partir deste conjunto de dados de alta fidelidade, Mackenzie e Shanks não veem evidências de um supervoide capaz de explicar o Cold Spot dentro da teoria padrão.
Figura 2. A distribuição de galáxias 3-D no primeiro plano da Mancha Fria CMB, onde cada ponto é um aglomerado de galáxias. A distribuição da galáxia na Mancha Fria (pontos pretos, à direita) é comparado ao mesmo em uma área sem mancha fria de fundo (pontos vermelhos, à esquerda). O número e o tamanho das regiões de baixa densidade de galáxias em ambas as áreas são semelhantes, tornando difícil explicar a existência do ponto frio CMB pela presença de 'vazios'. Crédito:Durham University
Os pesquisadores descobriram que a região do Cold Spot, antes agora pensado para ser subpovoado com galáxias, é dividido em vazios menores, rodeado por aglomerados de galáxias. Esta estrutura de 'bolha de sabão' é muito parecida com o resto do universo, ilustrado na Figura 2 pela semelhança visual entre as distribuições de galáxias na área de Cold Spot e um campo de controle em outro lugar.
Mackenzie comentou:"Os vazios que detectamos não podem explicar o Cold Spot sob a cosmologia padrão. Há a possibilidade de que algum modelo não padrão possa ser proposto para ligar os dois no futuro, mas nossos dados colocam fortes restrições em qualquer tentativa de fazer isso . "
Se realmente não houver super-vazio que possa explicar o ponto frio, as simulações do modelo padrão do universo dão chances de 1 em 50 de que o Cold Spot surgiu por acaso.
Shanks acrescentou:"Isso significa que não podemos descartar totalmente que o Spot é causado por uma flutuação improvável explicada pelo modelo padrão. Mas se essa não for a resposta, então, há explicações mais exóticas.
“Talvez o mais empolgante deles seja que o Cold Spot foi causado por uma colisão entre nosso universo e outro universo-bolha. Se mais, mais detalhado, a análise dos dados do CMB prova que este é o caso, então o Cold Spot pode ser considerado a primeira evidência do multiverso - e bilhões de outros universos podem existir como o nosso. "
Para o momento, tudo o que pode ser dito é que a falta de um supervoide para explicar o Cold Spot inclinou a balança para essas explicações mais incomuns, ideias que precisarão ser testadas posteriormente por observações mais detalhadas do CMB.
