Eddig azt gondoltuk, hogy az Univerzum minden irányban ugyanúgy néz ki, és minden irányban ugyanúgy tágul. Ez a standard kozmológiai modell egyik alapja, és ez az „izotrópia” elve. Azonban az utóbbi időben egyre több olyan megfigyelés érkezik, ami nem illik tökéletesen ebbe a képbe. Különösen nagy fejtörést okoz a csillagászoknak a „Hubble-feszültség” vagy „Hubble-rejtély”. Lehetséges, hogy forogva táguló univerzumban élünk?
Egy új elmélet felkavarja a világunkról alkotott képet
Mi az a Hubble-feszültség? Lényegében arról van szó, hogy két különböző módszerrel mérjük az Univerzum tágulásának sebességét, a Hubble-állandót, és a két eredmény nem egyezik. Az egyik módszer a korai Univerzum állapotán, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzáson alapul, míg a másik a közeli szupernóvák és más objektumok távolságát és sebességét méri. Olyan, mintha két órát néznénk, és mindkettő pontosnak tűnik, de mégis más időt mutatnak. Ez a feszültség arra utalhat, hogy valami hiányzik a jelenlegi kozmológiai modellünkből, vagy valami hibádzik a méréseinkben.
Itt jön a képbe egy új, izgalmas elmélet. Szapudi István, a Hawaii Egyetem (Manoa) Csillagászati Intézetének kutatója és munkatársai felvetették a gondolatot, hogy mi van, ha az univerzumban mégis jelen van valamilyen formában a forgás? Nem gyorsan, óriási sebességgel, hanem hihetetlenül lassan. Annyira lassan, hogy eddig nem is vettük észre.
Az ötlet, hogy az Univerzum foroghat, nem teljesen új, de eddig nehéz volt olyan modellt alkotni, ami összhangban van a megfigyelésekkel. A kutatók egy olyan matematikai modellt dolgoztak ki, amely egy apró látszólagos forgáselemet is tartalmaz. Ezt a modellt részben Kurt Gödel matematikus és filozófus korábbi munkái ihlették, aki a 20. század közepén olyan elméleti Univerzum modelleket vizsgált, amelyek lehetővé teszik a forgást.
Miért segíthet ez a Hubble-feszültség feloldásában? A kutatók szerint ez a torzulás enyhe eltéréseket okozhat az Univerzum tágulási sebességében a különböző irányokban. Bár a tágulás továbbra is domináns jelenség, a forgásból eredő apró eltérések magyarázatot adhatnak arra, miért mérünk kissé eltérő Hubble-állandót a korai és a közeli Univerzum vizsgálatával.
A modell érdekessége, hogy nem sért alapvető fizikai törvényeket. Egyszerűen egy olyan tényezőt ad hozzá a standard kozmológiai modellhez, amit eddig figyelmen kívül hagytunk. Képzeljünk el egy hatalmas gumilepedőt, ami az Univerzum téridejét reprezentálja. A standard modell szerint ezt a lepedőt egyenletesen feszítik szét minden irányban. Az új elmélet szerint viszont a lepedő egy kicsit forog is, miközben tágul.
A kutatók nem azt állítják, hogy a Világmindenség egy határozott, jól körülírható forgástengely mentén klasszikus értelemben rotálna, mint ahogy egy kerék vagy egy bolygó teszi. Ehelyett az általuk vizsgált jelenség a téridő globális geometriájának egy finom, alig kimutatható torzulása, ami az általános relativitáselmélet keretein belül a metrikában megjelenő nem-diagonális komponensek révén írható le.
Ez a téridős szerkezet örvénylésének vagy összuniverzális sodródásának is nevezhető effektus lényegében a téridő struktúrájának egy enyhe, ám koherens csavarodottságát jelentené, aminek a következtében egy távoli, elszigetelt test nem-inerciális hatásokat tapasztalna, például a giroszkópjának lassú, önmagába visszatérő precesszióját.
Ez analóg az ún. „frame-dragging” (vagy Lense–Thirring-hatás) lokális verziójával, amit például a forgó fekete lyukak környezetében ismerünk, ám most ennek egy egész Univerzumra kiterjedő, kozmológiai skálájú kiterjesztéséről van szó.
A legfontosabb tehát, hogy nincs szükség sem középpontra, sem abszolút tengelyre, és a galaxisok nem keringenek semmilyen centrum körül, a szóban forgó forgás nem mozgás, hanem egy geometriai sajátosság a téridő szerkezetében, az általános relativitáselmélet “bűvésztrükkjeként”.
A címben is szereplő „forgó Univerzum” kifejezés kimondottan félrevezető lehet, ha nem azt értjük alatta, hogy itt nem a tartalom (anyag) forog egy központ körül, hanem a téridő geometriája hordoz egy gyengén csavarodó struktúrát. Ez egy elméleti lehetőség, ami ha létezik is, a hatása olyan minimális, hogy ma még mérhetetlen, ám elvileg kimutatható lenne, ha elég pontos eszközeink lennének.
Továbbá nagyon fontos kiegészítés ennek kapcsán, hogy az a téves értelmezés, miszerint az adatokból kijövő szám, miszerint az Univerzum kb. 1,8 milliárd év alatt „megtesz egy teljes kört”, teljesen félrevezetőnek bizonyult, mert semmilyen ilyen pályakört nem tesz meg, és semmilyen tengely körül nem rotál klasszikus értelemben! A szóban forgó forgás nem valós mozgás, hanem a téridő geometriájának egy lehetséges, rendkívül enyhe csavarodása. Szóval ez alatt a kb. 1,8 milliárd év alatt egy test giroszkópja – ha tökéletesen szabadon lebegne az Univerzum távoli, üres térségében – egyetlen lassú fordulatot tenne meg a téridő csavarodása miatt, nem maga a test mozogna aktívan, hanem a téridő szerkezete kényszerítené rá ezt a rendkívül enyhe, alig észlelhető forgást.
A kutatás jelenleg elméleti fázisban van. A következő lépés az, hogy részletesebb számítógépes szimulációkat készítsenek a modell alapján, és megkeressék, milyen konkrét megfigyelhető jelei lehetnek ennek a lassú forgásnak. Bár közvetlenül látni az Univerzum „forgását” valószínűleg sosem fogjuk a hatalmas időskálák miatt, a mérések finom eltérései, mint például a kozmikus háttérsugárzás vagy a nagyléptékű kozmikus struktúrák eloszlásának apró aszimmetriái, utalhatnak rá.
Ez a kutatás egy új fejezetet nyithat a kozmológiában, és segíthet megoldani a Hubble-feszültséghez hasonló, régóta fennálló rejtélyeket. Természetesen további kutatásokra és független megerősítésre van szükség ahhoz, hogy elfogadjuk ezt az izgalmas új lehetőséget. Az Univerzum továbbra is tartogat meglepetéseket!
Források:
- https://www.hawaii.edu/news/2025/04/14/universe-could-be-spinning/
- https://www.facebook.com/univerzoom/posts/pfbid0aEthTLKFbySQdfmLPGJd8hdNAyKtykYDTgeNr9zcHrsb7ZDu3WB9LuuJ4S1bSwBRl
- https://academic.oup.com/mnras/article/538/4/3038/8090496?login=false
- https://phys.org/news/2025-04-slowly-universe-hubble-tension.html
- https://astrobites.org/2025/04/18/a-new-spin-on-the-hubble-tension/
Forgó univerzumban élünk?
Nem. Bár ha ránézünk a körülöttünk lévő világra, a legkisebb atomoktól a legnagyobb galaxisokig, szinte minden forog valamilyen módon. A Föld forog a tengelye körül, a Hold kering a Föld körül, a bolygók keringenek a Nap körül, a Nap és az egész naprendszerünk kering a Tejútrendszer középpontja körül, és még a galaxisok is forognak. Adja magát a következtetés, hogy ha minden kisebb egység forog, akkor az egész, mindent magába foglaló Univerzum is foroghat.
Azonban a kozmológiában, az Univerzum egészével foglalkozó tudományban, ez a fajta extrapoláció nem feltétlenül működik. Ennek több oka is van:
-
Méretkülönbség és kötött rendszerek: A Föld, a Naprendszer vagy a galaxisok forgása helyi jelenségek. Ezek gravitációsan kötött rendszerek, ahol az anyag koncentrálódott, és a forgás a perdületmegmaradás törvényének köszönhetően jött létre a rendszer kialakulása során. Gondolj például egy összehúzódó gázfelhőre, amiből egy csillagrendszer keletkezik: ahogy zsugorodik, a forgása felgyorsul, mint egy jégtáncos, aki behúzza a karját. Ez a helyi gravitáció műve.
-
Az Univerzum nagyléptékű szerkezete: Amikor az egész Univerzumról beszélünk a legnagyobb léptékben (több százmillió vagy milliárd fényév távolságban), már nem gravitációsan kötött rendszerekről van szó. Az Univerzum ezen a léptéken tágul. A standard kozmológiai modell szerint az Univerzum nagy léptékben homogén (mindenhol ugyanaz az átlagos anyagsűrűség) és izotróp (minden irányban ugyanúgy néz ki és viselkedik). Ez az úgynevezett kozmológiai elv.
-
Az univerzumban nincs különleges középpont vagy tengely: Egy galaxis azért forog, mert van egy középpontja (a tömegközéppontja, gyakran egy szupermasszív fekete lyukkal), ami körül az anyag kering. Ha az egész Univerzum forogna, az felvetné a kérdést, hogy mi körül forog? És mi lenne a forgástengely? Egy ilyen globális forgásnak lennie kellene egy kitüntetett irányának az Univerzumban, ami viszont ellentmondana a kozmológiai elv izotrópia feltételezésének. A szóban forgó forgás nem valós mozgás, hanem a téridő geometriájának egy lehetséges, rendkívül enyhe csavarodása.
-
A helyi forgások eredete: A kisebb rendszerek forgása az Univerzum tágulásától független folyamatok eredménye. A galaxisok és csillagrendszerek a korai Univerzumban lévő sűrűségkülönbségekből alakultak ki, és a forgásuk ebből a kialakulási folyamatból ered. Nem feltétlenül jelenti azt, hogy az egész „háttér”, amiben ezek a struktúrák vannak, maga is forog.
Tehát, bár a helyi forgások mindenütt jelen vannak, ezek a gravitációsan kötött rendszerek belső tulajdonságai. Az Univerzum egészének forgása egy teljesen más léptékű és természetű jelenség lenne, amely befolyásolná magát a téridőt is. Az új kutatás éppen azt vizsgálja, hogy lehetséges-e egy ilyen globális, nagyon lassú forgás, amely nem a helyi gravitációból ered, hanem az Univerzum téridejének egy alapvető tulajdonsága lehet.
A kis dolgok forgásából nem következik logikusan, hogy az egész univerzumban biztosan megtalálható a forgás. Az utóbbi egy sokkal erősebb állítás lenne, amely a standard kozmológiai modell alapjait is megkérdőjelezhetné. A fenti cikkben említett kutatás azért izgalmas, mert tudományos módszerekkel próbálja megvizsgálni ennek a látszólag „logikus”, de a kozmológiai modellek szempontjából radikális ötletnek a lehetőségét.
