Naša galaksija je znotraj ogromnega mehurčka, kjer je malo snovi

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Morda živimo v mehurčku. Toda to ni najbolj čudna stvar, ki ste jo slišali o našem vesolju. Zdaj se je med nešteto teorij in hipotez pojavila še ena. Nova študija je poskus razrešitve ene najtežjih skrivnosti sodobne fizike: zakaj naše meritve stopnje širjenja vesolja niso smiselne?

Po mnenju avtorjev članka je najenostavnejša razlaga, da je naša galaksija v območju z nizko gostoto Vesolja – kar pomeni, da je večina prostora, ki ga lahko jasno vidimo skozi teleskope, del velikanskega mehurčka. In ta anomalija, pišejo raziskovalci, verjetno moti meritve Hubblove konstante - konstante, ki se uporablja za opis širjenja vesolja.

Kako se je razvilo vesolje?

Poskusite si predstavljati, kako bi izgledal mehurček na lestvici vesolja. To je precej težko, saj je večina vesolja prostor, s peščico galaksij in zvezd, raztresenih v praznini. Toda tako kot regije v opazovanem vesolju, kjer je snov gosto strnjena ali, nasprotno, oddaljena druga od druge, se zvezde in galaksije zbirajo skupaj z različnimi gostotami v različnih delih kozmosa.

Sevanje ozadja (ali kozmično mikrovalovno sevanje ozadja) – to toplotno sevanje, ki je nastalo v zgodnjem vesolju in ga enakomerno zapolnjuje – omogoča znanstvenikom, da s skoraj popolno natančnostjo določijo enotno temperaturo vesolja okoli nas. Danes vemo, da je ta temperatura 2,7K (Kelvin je temperaturna lestvica, kjer je 0 stopinj absolutna nič). Vendar pa lahko po navedbah Space.com ob natančnejšem pregledu opazite majhna nihanja te temperature. Modeli, kako se je vesolje sčasoma razvijalo, kažejo, da bi te drobne nedoslednosti sčasoma povzročile bolj ali manj gosta območja vesolja. In te vrste območij z nizko gostoto bi bile več kot dovolj za izkrivljanje meritev Hubblove konstante na način, kako se to dogaja zdaj.

Absolutna nič je izraz, ki pomeni popolno zaustavitev gibanja molekul. Absolutne ničle temperature ni mogoče doseči. Leta 1995 sta to poskušala narediti Eric Cornell in Carl Wiemann, a ko so se atomi rubidija ohladili, jima to ni uspelo. Zato enota spremembe temperature v Kelvinih nima negativnih vrednosti.

Kako se meri Hubblova konstanta?

Danes obstajata dva glavna načina za merjenje Hubblove konstante. Ena temelji na izjemno natančnih meritvah CMB, za katerega se zdi, da je enoten v celotnem vesolju, saj je nastal kmalu po velikem poku. Drug način temelji na supernovah in pulzirajočih spremenljivih zvezdah v bližnjih galaksijah, znanih kot Cefeide. Spomnimo se, da imajo cefeidi in supernove lastnosti, ki omogočajo natančno določitev, kako daleč so od Zemlje in s kakšno hitrostjo se odmikajo od nas. Astronomi so jih uporabili za izgradnjo "lestve razdalje" do različnih znamenitosti v opazovanem vesolju. Isto "lestev" so znanstveniki uporabili za izpeljavo Hubblove konstante. Ker pa so meritve cefeidov in CMB v zadnjem desetletju postale natančnejše, je postalo jasno, da se podatki ne zbližajo. In prisotnost različnih odgovorov običajno pomeni, da obstaja nekaj, česar ne vemo.

Torej pravzaprav ne gre samo za razumevanje trenutne stopnje širjenja Vesolja, ampak tudi za razumevanje, kako se je Vesolje razvijalo in širilo ter kaj se je ves ta čas dogajalo s prostor-časom.

Galaksije v mehurčku

Nekateri fiziki menijo, da obstaja nekakšna »nova fizika«, ki določa neravnovesje – nekaj v vesolju, česar ne razumemo in je razlog za nepričakovano vedenje vesoljskih objektov. Po mnenju avtorja študije Lucasa Lombrizerja bi bila nova fizika zelo vznemirljiva rešitev Hubblove konstante, vendar običajno pomeni bolj zapleten model, ki zahteva jasne dokaze in mora biti podprt z neodvisnimi meritvami. Drugi znanstveniki verjamejo, da je težava v naših izračunih.

Rešitev, predlagana v novem članku, ki bo objavljen v Physics Letters B aprila 2020, je domnevati, da je naša celotna galaksija, pa tudi nekaj tisoč bližnjih galaksij v mehurčku, kjer je malo snovi - zvezd, plinov in prahu. oblaki. Po mnenju avtorja študije bi mehurček s premerom 250 milijonov svetlobnih let, ki vsebuje približno polovico gostote preostalega vesolja, lahko uskladil različne številke za hitrost širjenja vesolja.