Előzmény: hogy gondolataimat közérthetőbben kifejezhessem, alkalmaztam saját készítésű képeket, de szükségesnek véltem a nagyok által készített képeket és leírásokat is alkalmazni, mindig közzétettem a kép és leírás készítőjének adatait, ezért köszönettel tartozom az alkotóknak!
A ΛCDM (Lambda hideg sötét anyag) vagy Lambda-CDM modell az Ősrobbanás kozmológiai modelljének a paraméterezése, amelyben az univerzum három fő összetevőt tartalmaz: először is a kozmológiai állandót, amelyet a sötét energiához kapcsolódó Lambda (görög Λ) jelöl; másodszor, a feltételezett hideg sötét anyagot (cold dark matter/CDM); harmadszor pedig a hétköznapi anyagot. Ezt a modellt szokás az Ősrobbanás kozmológia standard modelljének tekinteni, és nagyon egyszerűen a következő folyamatokat írja le: az univerzum a kialakulásakor forró és sűrű volt, majd lassan lehűlt, és kialakultak az első atomok. A sűrűségi ingadozások nyomai felfedezhetőek az olyan nagyobb struktúrákban, mint a galaxisok és galaxishalmazok. Az univerzum további tágulására pedig a gyorsulás jellemző a feltételezett sötét energia hatására.
Mint pedig azt Ivo Labbé, az ausztrál Swinburne Műszaki Egyetem csillagásza, az új kutatás vezetője a mostani felfedezés kapcsán elmondta a Motherboardnak:
„A ΛCDM kozmológia egy igazán jól bevált elmélet. Részletes előrejelzéseket ad arról, hogy mennyi gáz áll rendelkezésre csillagok kialakulásához az univerzumban, és mikor. A csillagok számának kialakításához ezekben a galaxisokban szinte az összes rendelkezésre álló gázra szükség van, és azt közel 100 százalékos hatékonysággal képesek csillagokká alakítani.”
A gond az, hogy a James Webb teleszkóp segítségével hat olyan korai galaxist fedeztek fel az univerzum fiatal korában, amelyek a hatalmas méretük miatt kihívást jelentenek ezen modell, végső soron tehát a kozmosszal kapcsolatos ismereteink számára. Ezek az ősgalaxisok ugyanis már mindössze 500-700 millió évvel az ősrobbanás után léteztek, a tömegük azonban megközelíti a Nap 100 milliárdszorosát, így majdnem olyan masszívak, mint a mai Tejútrendszer, amelyben élünk.
A kérdés alapvetően tehát úgy fest, hogy ilyen rövid idő alatt miként nőhettek ezek a galaxisok ekkorára?
Mint Labbé fogalmaz a felfedezés pillanatáról:
„Azt hiszem, kiköptem a kávémat. A legtöbb kollégám szerte a világon online volt, és a képernyőhöz szegezve nézte az első képeket. Azt hiszem, hallottam itt-ott, ahogy a padlón koppannak az állkapcsok.”
Magáról a felfedezésről pedig így nyilatkozott a projektet vezető tudós, hogy az objektumok valóban rendkívüliek. Az egyik galaxis például a mai Tejútrendszerhez hasonlóan 100 milliárd naptömeget nyom, ám ennek elérésére az Tejútrendszer kialakulásához szükséges idő mindössze 5 százalékára volt szüksége. A másik meglepetés a galaxisok alakja, ami szintén elég furcsa: például a szóban forgó galaxis, amelynek a tömege megegyezik a Tejútrendszerével, méretre ez utóbbinak csak a harmincad részét teszi ki.
Akadhat-e élete ezekben a galaxisokban? Mint kiderült, az általunk ismert élet számára ezen galaxisok rettenetesen barátságtalan környezetet jelentenének. Ha az emberiség élne például egy ilyen galaxisban, akkor halálra lennénk ítélve. A megegyező tömeg, de a kisebb méret miatt ezek a galaxisok sokkal sűrűbbek a Tejútnál, ami miatt jó eséllyel egy-egy közeli szupernóva elfüstölte volna a bolygónk légkörét, miközben rommá sugározza a felszínt. A galaxisokban kialakulhatnak csillagok és körülöttük bolygók, de ezeken kifejezetten ellenséges lenne a környezet az általunk ismert élet számára.
Labbé elmondta azt is, hogy nyilvánvaló volt, hogy a Hubble nem látja az univerzum történetének az egészét, mivel az ultraibolya és a látható tartományban lévő fény, amely az első galaxisok első csillagaiból indult az útjára, az hozzánk már infravörös fényként ér el. Ezért is épült meg a James Webb – hogy lássa, amit a Hubble nem. Ugyanakkor már a JWST előtt is kihívást jelentett a kutatóknak, hogy megmagyarázzák miként fordulhattak elő masszív galaxisok az Ősrobbanás után mindössze 1 milliárd évvel az univerzumban. Most Labbé és a munkatársai csak fokozták ezt a rejtélyt azáltal, hogy hatalmas galaxisokat azonosítottak még nagyobb „vöröseltolódáson” – ez a mérési technika a távolságokat a fény hosszabb, vörösebb hullámhosszakra való kiterjedése alapján becsüli meg, miközben az hatalmas távolságokon halad át.
A vöröseltolódásos mérés főleg nagy távolságok esetén nem jelezhet biztos eredményt,mivel a fény maga is megnyúlhat, vagy a mért objektum atomi összetevői mások, mint az ismert anyagé. De a fény sem haladhat egyenes úton, nagy távolságok esetén számtalanszor meghajlik különböző irányban a kisebb, nagyobb mértékben, a gravitációval bíró csillag, spirálgalaxis, vagy ködösség mellett elhaladva. Tehát a leírtak alapján, a vizsgálóhoz a vöröseltolódás, mérésekor hamis eredmény kell, hogy érkezzen. Nem hihető az, hogy 13 milliárd fényévre lévő objektumot minősítünk és elemezzük annak tulajdonságait, túl nagy ez a távolság és így szinte biztos, hogy a leírtak csak becslések, találgatások.
A kutatóknak jelenleg több feltevésük is akad a váratlan felfedezés magyarázatára: az egyik, hogy ezek a galaxisok vagy nem olyan masszívak vagy nem olyan távoliak, mint ahogy az a mérések alapján tűnik. Ám az sem zárható ki, hogy a fény ezen galaxisok esetén nem csillagok milliárdjaiból érkezik, hanem olyan gázból, amelyet egy szupernehéz fekete lyuk nyel el – magyarán egy kvazárból. Ez utóbbi felfedezés is érdekes lenne, mivel a galaxisokban található szuper nehéz fekete lyukakról is keveset tudunk. A következőkben tehát a kutatók spektroszkópiával a mostani eredményeket ellenőrzik: tehát hogy ezek a galaxisok valóban olyan távoliak-e, mint amilyeneknek tűnnek, illetve hogy mi produkálhatja a beérkező fényt. Ezek az eredmények azonban már csak jövőben lesznek ismertek. A Spektroszkóp is fény észlelésével,és a fénysugarat prizmával bontva és a vizsgálattal meg lehet állapítani az összetevőit így működik, ezzel lehet meghatározni, hogy a vizsgált tárgy csillag, köd galaxis milyen anyagot tartalmaz. Tehát a spektroszkópiára is vonatkozik, távolságot a fény vörös eltolódásával mérő, módszer elvi hibája.