Przez całe dekady uczymy się, że kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (CMB) to nic innego jak echo Wielkiego Wybuchu. Najstarsze światło, odciśnięty akt urodzenia Wszechświata – święty Graal, z którego liczymy kosmiczne równania, wywodzimy istnienie ciemnej materii, ciemnej energii, i opieramy się na tym z nabożnością większą niż średniowieczny kronikarz na Biblii. Problem w tym, że jak przypomina Piotr Kosek z kanału Astrofaza, oto pojawiła się praca naukowa, która może wywrócić ten dogmat do góry nogami.
Fundament współczesnej kosmologii – być może interpretacyjna katastrofa
„Kosmiczne promieniowanie tła to fundament i święty graal współczesnej kosmologii. Nasze najstarsze zdjęcie wszechświata, echo samego Wielkiego Wybuchu, które dało naukowcom nagrodę Nobla i stało się podstawą wszystkiego, co myślimy, że wiemy o narodzinach kosmosu. Ale co jeśli to wszystko to gigantyczna pomyłka?”
Na tym zdaniu ciarki dostaje każdy astrofizyk. Bo jeśli to prawda, to prawie cała kosmologia od lat 60. to nie majestatyczne odkrycie, lecz systematycznie pielęgnowana halucynacja.
Do tej pory założenia były krystaliczne: CMB to moment, gdy Wszechświat przestał być gorącą gęstą zupą plazmy i stał się przezroczysty. Foton, wcześniej więziony w obłokach protonów i elektronów, dostał wolną kartę wyjścia i od tamtej pory, 13,8 miliarda lat, wędruje do nas. Rozciągnięty, wystudzony, z temperaturą 2,7 K.
Każda zmarszczka na tym obrazie, każde „anizotropie”, to drobne nierówności gęstości dawnej plazmy, z których wyrosły wszystkie struktury Wszechświata: gwiazdy, galaktyki, gromady. Innymi słowy: cały model „Lambda-CDM” opiera się na tych fluktuacjach. To z nich wyliczono proporcję: 5% zwykłej materii, 27% ciemnej materii, 68% ciemnej energii.
Webb i kamień wrzucony do świątyni. Anizotropie w ogniu krytyki
Kiedy Teleskop Jamesa Webba zajrzał głębiej, zobaczył coś, co nie mieściło się w modelu. Zbyt masywne galaktyki, zbyt wcześnie, zbyt intensywne procesy gwiazdotwórcze. Wszechświat w wieku kilkuset milionów lat wyglądał nie jak niemowlę, ale jak młody kulturysta na sterydach.
Wtedy padło pytanie:
„Skoro te galaktyki świeciły jak szalone, ich światło musiało gdzieś trafić. Co stało się z tym oceanem energii?”
Hipoteza zespołu Pawła Krupy i Edy Giergo brzmi jak bluźnierstwo: to, co nazywamy echem Wielkiego Wybuchu, może być poświatą rozgrzanego pyłu kosmicznego, karmionego światłem pierwszych galaktyk. Ta termalizacja zrobiła swoje: światło przekształcone w jednolitą, rozproszoną mikrofalo-podobną poświatę, która przez miliardy lat rozciągnęła się w kosmologicznym redshifcie.
W efekcie – osiągnęlibyśmy identyczne 2,7 K, które przypisujemy CMB.
Najmocniejsze uderzenie pochodzi z prostego rachunku:
„Nawet w najbardziej zachowawczym modelu, światło pierwszych galaktyk musiało stanowić co najmniej 1,4% energii obserwowanego CMB. A to ponad tysiąckrotność delikatnych anizotropii.”
Czyli: interpretowaliśmy zmarszczki na oceanie, nie widząc, że na horyzoncie widać fale tsunami. Całe równania kosmologiczne mogły opierać się na danych bardziej zakłóconych, niż ktokolwiek odważył się przyznać.
Czy to detronizacja Wielkiego Wybuchu? Nie. Wszechświat nadal się rozszerza, nadal był gorący i gęsty. Ale nasza kosmologiczna Biblia – model Lambda-CDM – może być księgą pisaną na fałszywych danych. Jeśli anizotropie nie są pierwotne, ale wtórne – to skład ciemnej materii czy ciemnej energii został policzony jak równanie na piasku, które właśnie zmywa fala.
Co ciekawe – Paweł Krupa to znany orędownik alternatywy wobec ciemnej materii, tj. MOND – zmodyfikowanej dynamiki Newtonowskiej. Ale sam podkreśla: ta praca nie jest o MOND. To wszystko nadal w ramach standardowej fizyki. To po prostu arytmetyka i rachunek światła. Jakby z przekąsem mówił: „Nie musicie mi wierzyć – wasze dane same sobie przeczą”.
Kosmologia pod respiratorem
„Mamy napięcie Hubble’a – tempo ekspansji mierzone dziś nie zgadza się z danymi z CMB. Mamy ‘oś zła’ – niewytłumaczalne wyrównanie największych struktur w CMB z płaszczyzną Układu Słonecznego. Wszystko to dotyczy interpretacji mikrofalowego promieniowania tła” – przypomina Astrofaza.
Dodajmy do tego możliwość, że CMB to tylko echo pierwszych galaktyk. Wtedy pytanie brzmi: czy w ogóle kiedykolwiek patrzyliśmy naprawdę na „dzieciństwo Wszechświata”?
Przez dekady kosmologia z nabożeństwem wpatrywała się w mapy CMB, jak w relikwie z Lourdes. Nobla rozdano, podręczniki zapisano, a granty płynęły szeroką strugą. A teraz pojawia się głos, że może to wszystko było mikrofale z pierwszych kosmicznych pieców, a my pomyliliśmy ich blask z boskim „Fiat lux”.
Jeśli ta hipoteza się potwierdzi, historia nauki zapisze ją obok największych zbiorowych pomyłek: od flogistonu, przez eter, aż po sztywny geocentryzm.
„Przez dekady wpatrywaliśmy się w kosmiczne mikrofalowe tło myśląc, że słuchamy echa narodzin wszechświata. Być może przez ten cały czas słuchaliśmy jego pierwszego, ogłuszającego krzyku.” – kończy Piotr Kosek z Astrofazy.
Kosmologia nigdy nie była nauką o absolutach, tylko o najlepszych hipotezach, jakie potrafimy sobie wyobrazić, patrząc w milczące niebo. A to, czy faktycznie rozumiemy światło sprzed miliardów lat, czy jedynie własne projekcje – pozostaje największym pytaniem XXI wieku.
Być może najbliższe lata dadzą odpowiedź, czy nasze kosmiczne fundamenty stoją na skale – czy na pyłach, które kiedyś sami pomyliliśmy z gwiezdnym echem.
