Spirální galaxie: příliš mnoho na velký třesk

Temná hmota by způsobila srážky galaxií, což znamená, že galaxie jako ta naše by měly být extrémně vzácné.

Scot Devlin

Z creation.com přeložil Pavel Akrman – 11/2022. Translation granted by Creation.com – přeloženo s povolením od Creation.com.

Nedávná studie¹ z univerzity v Bonnu ukazuje, že standardní model velkého třesku (ΛCDM) nepředpovídá pozorované množství galaxií „pozdního typu“, jako je ta naše (viz Klasifikace galaxií níže).

Obrázek 1: Umělecké ztvárnění Mléčné dráhy při pohledu shora a z boku, znázorňující disk, výduť a halo.

I galaxie Mléčná dráha, ve které žijeme, je galaxií „pozdního typu“, stejně jako většina galaxií v okolním vesmíru.² Tyto galaxie se vyznačují především rotací (pohyb hvězd je převážně kruhový), na rozdíl od galaxií „raného typu“, u kterých dominuje disperze (pohyb hvězd je náhodný). Galaxie pozdního typu mají výrazný disk (viz obrázek 1). Průzkumný projekt Sloan Digital Sky Survey ukazuje, že nejbližší vesmírné galaxie jsou ve své struktuře z asi 80 % buď spirální, nebo čočkové (tj. pozdního typu).

Jenže vědci z bonnské univerzity zjistili, že nejnovější superpočítačové simulace velkého třesku produkují jen velmi málo galaxií pozdního typu.

Je to proto, že simulace ukazují u galaxií velkou ztrátu momentu hybnosti. Natolik, že simulace nejsou schopny vytvořit diskové galaxie bez výdutí, přestože pozorováno jich bylo mnoho. Toto bylo zjištěno od 90. let 20. stol. mnoha studiemi a je to známé jako „problém momentu hybnosti“.

Dalším velkým problémem jsou srážky galaxií. Ve standardním modelu je každá galaxie obklopena galaktickým halem (viz obrázek 1), které se skládá z rozptýlených hvězd a údajně i z temné hmoty. Ačkoli je temná hmota pro elektromagnetické záření neviditelná, údajně slabě interaguje s hmotou. A protože galaxie mají mít ~ 90 % temné hmoty, působí toto hypotetické halo na blízké galaxie silnou gravitací.

Předpokládá se³, že velké galaxie mohou absorbovat menší galaxie, aniž by to výrazně ovlivnilo strukturu větší galaxie. Ale pokud mají sloučené galaxie podobnou velikost (jako Mléčná dráha a Andromeda), výsledný hvězdný disk značně nabyde a výduť vzroste (viz obrázek 1), často do bodu, kdy je poté galaxie považována spíše za eliptickou galaxii než za spirální. Je to proto, že srážky snižují moment hybnosti potřebný k udržení tvaru disku.

Moderní kosmologické simulace říkají, že slučování mělo být velmi časté: V historii velkého třesku mělo za posledních 10 miliard let projít 95 % galaxií sloučením⁴ a 69 % galaxií s podobným galaktickým halem mělo mít alespoň jedno velké sloučení⁵. Je proto obtížné vysvětlit velký počet pozorovaných diskových galaxií bez výdutě: dokázaly si nějak udržet svůj moment hybnosti!

Velkou, sloučením vytvořenou výduť nemá v pozorovaném vesmíru 50 % galaxií pozdního typu (spirální a čočkové),⁶ tj. pozorovaná výduť je příliš malá na to, aby naznačovala proces sloučení galaxií. Výzkumníci z bonnské university zjistili, že pozorovaný vesmír je tak odlišný od předpovídaného velkým třeskem, že šance standardního modelu na vytvoření pozorované galaxie⁷ je nepatrná, 1 ku 2,9*10³⁶ (tedy prakticky nulová).

Buď tedy není správná historie slučování, a tím je chybný i standardní kosmologický model (jak navrhují výzkumníci), nebo uplynulý čas nestačil k tomu, aby došlo ke sloučení.

Biblický kreacionista se jistě může pousmát nad oběma možnostmi, jenže výzkumníci z Bonnské univerzity jsou svázáni naturalistickým pohledem na svět, a tudíž mohou pouze naznačovat, že standardní model kosmologie je nesprávný. Jako lepší vysvětlení pro daná pozorování preferují teorii Modified Newtonian Dynamics (MOND – Modifikovaná newtonovská dynamika). MOND, poprvé navržená v roce 1983, odstraňuje potřebu temné hmoty a tím pádem i silnou gravitační přitažlivost mezi haly temné hmoty, které ve standardním modelu vytvářejí velké množství sloučených galaxií.

Nicméně i MOND má své vlastní problémy, a tak model ΛCDM (standardní) je stále dominantním kosmologickým modelem v hlavním proudu vědy. Zatímco sekulární vědci pracují na pokusech o vylepšení těchto dvou modelů, je tu prostor pro biblickou kosmologii s nedávným stvořením, která umí lépe vysvětlit jevy rotačních křivek plochých galaxií a množství galaxií ve tvaru plochého disku.

Ve všech našich studiích a simulacích je nutné mít na paměti, že kosmologie je historická věda, jak řekl James Gunn z Princetonské univerzity: „Základním principem vědy je možnost provádět opakovatelné experimenty, a to v kosmologii dělat nemůžeme.“⁸

Odkazy a poznámky

1. Haslubauer, M. et al., The High Fraction of Thin Disk Galaxies Continues to Challenge ΛCDM Cosmology, The Astrophysical Journal 925(2):183, 2022.
2. Okolní vesmír zahrnuje galaxie ve vzdálenosti 1 miliardy světelných let od Země.
3. Astronomové srážku galaxií nepozorovali, ale simulace vytvořily zbytky sloučení, které vypadají jako dnes pozorované galaxie. Výpočty předpovídají, že sloučení galaxií trvá miliardy let. Buď se galaxie nesrazily a pozorované zbytky/galaxie jsou takové, jak je Bůh stvořil, nebo má vesmír natolik nehomogenní historii, že vzdálené galaxie potřebovaly více času než Země.
4. Stewart, K. R., et al., 2008, The Astrophysical Journal, 683, 597. Return to text.
5. Springel, V., The cosmological simulation code GADGET-2, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 364, 1105–1134, December 2005.
6. Kormendy et al., 2010, The Astrophysical Journal, 723, 54.
7. Průběh nejnovějších superpočítačových simulací nesouhlasil s galaxiemi pozorovanými př ≥ 12.52σ.
8. Cho, Adrian, A singular conundrum: How odd is our universe? Science 317(5846):1848–1850, 2007.