Obracają się planety, gwiazdy, galaktyki, a nawet ich gromady. Ale w większej skali powinien panować już spokój. Tak przynajmniej sądzili astrofizycy, którzy zajmują się badaniem wielkich kosmicznych struktur.

Nic z tego. Z najnowszych  danych zebranych ze Sloan Digital Sky Survey wynika, że obracają się nawet największe znane struktury, tak zwane włókna. To skupiska gromad i supergromad galaktyk, które, niczym ogromne nici rozciągnięte na długości milionów lat świetlnych, przecinają pustkę Wszechświata.

Noam Libesking z Instytutu Astrofizyki w Poczdamie tłumaczy: „Mimo tego, że są bardzo cienkimi walcami, mniej więcej o proporcjach ołówka – mają setki milionów lat świetlnych długości, ale tylko kilka szerokości – kosmiczne włókna się obracają. W tej skali galaktyki, które je tworzą, są niczym pyłki kurzu. Ruchu włókien nigdy dotąd nie zaobserwowano, więc musi być jakiś nieznany jeszcze fizyczny mechanizm, który go napędza”.

Galaktyki powoli kręcą się w gigantycznym korkociągu

Tak powolnego ruchu nie możemy zmierzyć bezpośrednio – jest mierzony w milionach lat. Badacze zauważyli jednak, że galaktyki tworzące włókna po jednej stronie takiej nici od nas się oddalają, zaś po przeciwnej – zmierzają w naszym kierunku.

To wskazuje, że galaktyki poruszają się wokół osi tych kosmicznych włókien. Niektóre z prędkością nawet 100 kilometrów na sekundę.

Nie jest to ruch po orbicie, bo galaktyki przyciągane są też do gromad, które znajdują się na końcach włókien. Pojedyncza galaktyka wykonuje więc ruch podobny do korkociągu: obraca się wokół osi włókna i jednocześnie zmierza ku jego końcowi. Na końcach włókien ruch ten przyspiesza, choć nie wiadomo, czemu.

Tajemnicze obroty galaktyk w kosmicznych włóknach

Jak w przestrzeni kosmicznej powstaje ruch obrotowy? To spore wyzwanie dla astrofizyków.  Obracają się nie tylko galaktyki, ale tworzące je gwiazdy także obracają się wokół własnych osi, wokół nich krążą planety, które także wokół własnych osi się obracają.

„W zasadzie cały Wszechświat się obraca” mówi Libesking. „Tak naprawdę nie wiemy, dlaczego. Jednym ze sposobów poszukiwania odpowiedzi na to pytanie jest sprawdzanie, gdzie ten ruch się kończy”.

W standardowym modelu kosmologicznym gęstsze obszary przyciągały materię, która płynęła w ich kierunku z miejsc, gdzie jej było mniej. Ale wyjaśnia to tylko przepływy, a nie ruchy obrotowe. Być może te wynikają z tworzenia się wielkich kosmicznych struktur, takich jak włókna. Badania nad nimi mogą więc przynieść odpowiedź na pytanie, dlaczego wszystko we Wszechświecie się obraca.

A jeśli cały Wszechświat też się obraca?

Przeprowadzone w 2011 badania obrotów 15 tys. galaktyk wskazywały na to, że ich rozkład nie jest równomierny. Jeśli spojrzeć w jedną stronę nieba, przeważają obracające się zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara. Jeśli spojrzeć w drugą stronę nieboskłonu - w przeciwną.

Przewaga była niewielka, ale wytłumaczyć ją można było tylko w jeden sposób. Cały Wszechświat musi się obracać.

Było to dość kontrowersyjne stwierdzenie. W astronomii obowiązuje zasada kopernikańska, czyli założenie, że Wszechświat w dużych skalach jest jednorodny. Nie ma w nim żadnych wyróżnionych kierunków, a my nie zajmujemy żadnego wyróżnionego miejsca. Istnienie osi obrotu to zaprzeczenie tej zasady. O opublikowanej pracy podyskutowano, po czym dyskusja zamilkła.

W ubiegłym roku na konferencji Amerykańskiego Stowarzyszenia Astronomicznego ogłoszono jednak wyniki badań obrotów aż 200 tys. galaktyk. One również wskazywały różnice w rozmieszczeniu galaktyk wirujących w konkretnym kierunku. Co ciekawe, oś obrotu Wszechświata pokrywałaby się z niewyjaśnionym dotąd obszarem tak zwanej zimnej plamy na mapie mikrofalowego promieniowania tła, pozostałego po Wielkim Wybuchu.

Może więc jednak obraca się cały Wszechświat. Ale nadal nie wiadomo, dlaczego...

Źródła: Nature, Physics Letters B, AAS.