Az univerzumról alkotott modelljeinkben tapasztalható látszólagos anomália, amelyet az ősrobbanás után létező, lehetetlenül nagynak tűnő galaxisok okoznak, egy új vizsgálat szerint talán nem is létezik. Az eredményekről beszámoló tanulmány szerzői arra a következtetésre jutottak, hogy a szóban forgó galaxisok nem is olyan nagyok, mint amekkorára eddig becsülték őket. Ha ez a munka megerősítést nyer, akkor a James Webb űrtávcső (JWST) egy olyan korai univerzumot segít feltárni, amely nem egészen olyan, mint amilyennek vártuk, de nem is annyira eltérő, hogy válságba sodorja a fizikát.
A JWST gyönyörű képekkel kápráztat el, és az utóbbi időszakban nagyban előmozdította a közeli csillagok körül keringő bolygókról szerzett ismereteinket. Eddig azonban a tudományra gyakorolt legnagyobb hatása valószínűleg az volt, hogy az ősrobbanás utáni első néhány százmillió évben létezett galaxisokat fedeztek fel általa. Ezek rögtön komoly rejtéllyé váltak, és egyesek a kozmológia válságát kezdték emlegetni.
Mielőtt azonban arra a következtetésre jutnánk, hogy a galaxisok kialakulására – vagy az univerzum korára – vonatkozó modelljeink alapvetően rosszak, célszerű megvizsgálni, hogy a kérdéses galaxisok valóban olyan nagyok-e, elvégre még a JWST is alig látja őket apró pontoknál nagyobbnak. Katherine Chworowsky (Texasi Egyetem) és kollégái ezt meg is tették, és szerintük a galaxisok nem tartalmaznak elég csillagot ahhoz, hogy problémát jelentsenek a modellek szempontjából.
Chworowsky és társai arra a következtetésre jutottak, hogy a fekete lyukak növelik e korai galaxisok fényességét, és ezt a fényt vélték a csillagászok tévesen extra csillagoknak. „Még mindig több galaxist látunk, mint amennyit korábban előre jeleztek, de egyikük sem olyan tömegű, hogy »eltörné« az univerzumot” – mondja Chworowsky.
A fekete lyukak akkréciós korongokat képeznek maguk körül, ahol a gyorsan mozgó részecskék közötti súrlódás hatására a gázok felizzanak. Ez a jelenség jól ismert és nagyon alaposan tanulmányozott – mind a közeli fekete lyukak, mint az M87*, mind a kvazárok esetében, amelyek a világegyetem fő jelzőfényeiként szolgálnak. Ennek ellenére Chworowsky és szerzőtársai azt állítják, hogy ezt a tényt nem vették kellőképpen figyelembe a korai galaxisok méreteinek becslése során.
Ahogy a szerzők rámutatnak, ezekben a korai galaxisokban bőséges mennyiségű, gyorsan mozgó hidrogén található – vagyis pontosan az az anyag, ami a szupernehéz fekete lyukak körül szokott keringeni. A kutatócsoport megbecsülte, hogy ezek az akkréciós korongok milyen mértékben járulnak hozzá az észlelt fényhez. Amikor ezt kivonták a megfigyelésekből, akkor 50–70 százalékkal kisebb galaxisméreteket találtak, mint amekkorákat korábban becsültek a szakértők. Ezek a méretek még mindig a várakozások felső határán vannak, de nem teljesen térnek el attól, mint amire a csillagászok számítottak.
A számításokban sok lehetséges hibaforrás van. Például galaxisok vöröseltolódásának becslésére kell támaszkodni ahhoz, hogy megtudjuk a távolságukat, és így azt is, hogy milyen hamar látjuk őket az ősrobbanás után. A kutatócsoport azonban két módszert is használt a becslések elkészítéséhez, és azt tapasztalta, hogy a legtöbb esetben nagymértékben megegyeznek az eredmények. De persze más rejtélyek is akadnak, például a sötét anyag viselkedésével kapcsolatban, amelyekre még nincs megfejtés. Mindazonáltal az eredmények legalábbis felvetik annak lehetőségét, hogy a kozmológusokat aggasztó probléma nem is valós.
„A lényeg tehát az, hogy nincs válság a kozmológia standard modellje szempontjából” – mondja Steve Finkelstein, a tanulmány társszerzője. „Ha van egy elmélet, amely ilyen sokáig kiállta az idők próbáját, elsöprő bizonyítékokra van szükség ahhoz, hogy valóban elvethessük. És ez itt egyszerűen nem áll fenn.” Az univerzum persze unalmas hely lenne, ha mindent tökéletesen meg lehetne magyarázni, és a csapat még az új eredmények fényében is elismeri, hogy a JWST körülbelül kétszer annyi hatalmas galaxist észlelt, mint amennyit könnyen meg lehet magyarázni.
Erre a problémára is vannak azonban ötleteik. „Talán a korai univerzumban a galaxisok hatékonyabban tudták a gázt csillagokká alakítani” – mondja Chworowsky. Ha a korszak valamilyen jelensége a modern forgatókönyvekhez képest gyorsabb gázsűrűsödést tett lehetővé a fúzió beindulásához, akkor a probléma teljesen felszámolható lenne. Ennek okára még nincs magyarázat, de néhány ötlet már felmerült, többek közt, hogy mennyivel sűrűbb volt az univerzum, mielőtt a jelenlegi méretére tágult.
