Vědci použili novou metodu, která umožnila odhadnout teplotu plynu nacházejícího se v různých vzdálenostech od Země, tj. různého věku. Jako základ vzali údaje o rudém posuvu, získané z výzkumného projektu Sloanova digitální prohlídka oblohy a pozorování astronomického satelitu Evropské vesmírné agentury Planck.

Hodnota rudého posuvu ukazuje, jak se vlnové délky světla prodlužují v důsledku rozpínání vesmíru. Čím dále se nachází světelný objekt, tím delší je jeho vlnová délka a tím starší je jeho původ. Autoři odhadli rudý posuv plynových shluků viditelných na mikrovlnných snímcích ve vzdálenosti až 10 miliard světelných let.

Pomocí metody stanovení teploty podle světla vědci odhadli průměrnou teplotu plynů ve vzdálených částech raného vesmíru a porovnali ji s teplotou v částech vesmíru nejblíže k nám.

„Měřili jsme teplotu během celé historie vesmíru,“ uvádí jeden z autorů studie, profesor fyziky a astronomie Brice Ménard, v tiskové zprávě americké Univerzity Johnse Hopkinse. „Postupem času se všechny seskupení galaxií budou stále více zahřívat, protože jejich gravitace k nim přitahuje stále více a více plynu.“

Autoři objevili postupné zvyšování teploty plynu od dávných galaxií k mladým. Průměrná teplota seskupení moderních galaxií je asi dva miliony stupňů Kelvina. Tato teplota je desetkrát vyšší než před deseti miliardami let a čtyřikrát vyšší než ve sluneční koróně.

Podle vědců nemá oteplování vesmíru nic společného s globálním oteplováním na Zemi. Je to důsledek gravitační přitažlivosti předpovězené v té době teorií, podle níž se struktura vesmíru ve velkém měřítku vytváří v důsledku gravitačního kolapsu temné hmoty a plynu.

„Představte si, že všechny tyto atomy plynů jsou nasávány do galaxií jako nesčetné množství meteoroitů, které pronikají do zemské atmosféry, což vnímáme jako padající hvězdy,“ vysvětluje Menard. „Zrychlují se, když je gravitace táhne k zemskému povrchu, a ohřívají se v důsledku tření s atmosféru před vyhořením. Tento model ohřevu působením gravitačních sil lze aplikovat na všechny galaxie, shluky galaxií a větší struktury.“

„Náš výzkum je přímým potvrzením průkopnické práce Jima Peeblese, nositele Nobelovy ceny za fyziku za rok 2019, který popsal teorii vytváření rozsáhlé struktury ve vesmíru,“ dodává první autor článku Yi-Kuan Chiang, vědecký pracovník Centra kosmologie a fyziky astronomických částic z Ohijské státní univerzity. „Jak se vesmír vyvíjí, gravitace spojuje temnou hmotu a plyn do galaxií a shluků galaxií. Přitom je překonáván tak silný odpor, že se plyn stále více zahřívá.“

Jinými slovy, vesmír se zahřívá v důsledku přirozeného procesu vytváření galaxií a mezigalaktických struktur.