Galaksimme on valtavan kuplan sisällä, jossa on vähän ainetta

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Saatamme elää kuplassa. Mutta tämä tuskin on oudoin asia, jonka olet kuullut universumistamme. Nyt lukuisten teorioiden ja hypoteesien joukosta on noussut esiin toinen. Uusi tutkimus on yritys ratkaista yksi nykyajan fysiikan vaikeimmista mysteereistä: miksi mittauksemme maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta eivät ole järkeviä?

Artikkelin tekijöiden mukaan yksinkertaisin selitys on, että galaksimme on universumin matalatiheyksisellä alueella - mikä tarkoittaa, että suurin osa avaruudesta, jonka voimme selvästi nähdä teleskooppien läpi, on osa jättimäistä kuplaa. Ja tämä poikkeama, tutkijat kirjoittavat, todennäköisesti häiritsee Hubble-vakion mittauksia - vakiota, jota käytetään kuvaamaan universumin laajenemista.

Miten maailmankaikkeus kehittyi?

Yritä kuvitella, miltä kupla näyttäisi universumin mittakaavassa. Tämä on melko vaikeaa, koska suurin osa avaruudesta on avaruutta, ja kourallinen galakseja ja tähtiä on hajallaan tyhjiössä. Mutta aivan kuten havaittavissa olevan maailmankaikkeuden alueet, joissa aine on tiiviisti klusteroitunut tai päinvastoin, sijaitsee kaukana toisistaan, tähdet ja galaksit kerääntyvät eri tiheydillä kosmoksen eri osiin.

Taustasäteily (tai kosminen mikroaaltotaustasäteily) - tämä lämpösäteily, joka muodostui varhaisessa universumissa ja täyttää sen tasaisesti - antaa tutkijoille mahdollisuuden määrittää lähes täydellisellä tarkkuudella ympärillämme olevan maailmankaikkeuden tasaisen lämpötilan. Nykyään tiedämme, että tämä lämpötila on 2,7 K (Kelvin on lämpötila-asteikko, jossa 0 astetta on absoluuttinen nolla). Space.comin mukaan lähemmin tarkasteltuna voit kuitenkin nähdä pieniä vaihteluita tässä lämpötilassa. Mallit siitä, miten universumi on kehittynyt ajan myötä, viittaa siihen, että nämä pienet epäjohdonmukaisuudet synnyttäisivät lopulta enemmän tai vähemmän tiheitä avaruuden alueita. Ja tämänkaltaiset matalatiheyksiset alueet olisivat enemmän kuin tarpeeksi vääristämään Hubble-vakion mittauksia, kuten nyt tapahtuu.

Absoluuttinen nolla on termi, joka tarkoittaa molekyylien liikkeen täydellistä pysähtymistä. Absoluuttisia nollalämpötiloja ei voida saavuttaa. Vuonna 1995 Eric Cornell ja Carl Wiemann yrittivät tehdä tätä, mutta kun rubidiumatomit jäähdytettiin, he eivät onnistuneet. Tästä syystä lämpötilan muutoksen yksiköllä Kelvinissä ei ole negatiivisia arvoja.

Miten Hubblen vakio mitataan?

Nykyään on kaksi päätapaa mitata Hubble-vakiota. Toinen perustuu erittäin tarkkoihin mittauksiin CMB:stä, joka näyttää olevan yhtenäinen koko universumissamme, koska se muodostui pian alkuräjähdyksen jälkeen. Toinen tapa perustuu supernoveihin ja sykkiviin muuttuviin tähtiin läheisissä galakseissa, joita kutsutaan kefeideiksi. Muista, että kefeideillä ja supernoveilla on ominaisuuksia, joiden avulla on mahdollista määrittää tarkasti, kuinka kaukana ne ovat Maasta ja millä nopeudella ne liikkuvat pois meistä. Tähtitieteilijät ovat käyttäneet niitä "etäisyyden tikkaat" rakentamiseen havainnoitavissa olevan universumin eri maamerkkeihin. Tiedemiehet käyttivät samaa "tikkaita" Hubble-vakion johtamiseen. Mutta kun kefeidien ja CMB:n mittaukset ovat tarkentuneet viimeisen vuosikymmenen aikana, on käynyt selväksi, että tiedot eivät lähenty. Ja erilaisten vastausten läsnäolo tarkoittaa yleensä sitä, että on jotain, mitä emme tiedä.

Joten itse asiassa kyse ei ole vain maailmankaikkeuden nykyisen laajenemisnopeuden ymmärtämisestä, vaan myös siitä, kuinka universumi kehittyi ja laajeni ja mitä tapahtui aika-avaruuden kanssa koko tämän ajan.

Galaksit kuplassa

Jotkut fyysikot uskovat, että on olemassa jonkinlainen "uusi fysiikka", joka määrittää epätasapainon - jotain maailmankaikkeudessa, jota emme ymmärrä, ja se on syy avaruusobjektien odottamattomaan käyttäytymiseen. Tutkimuksen tekijän Lucas Lombrizerin mukaan uusi fysiikka olisi erittäin jännittävä ratkaisu Hubble-vakioon, mutta se edellyttää yleensä monimutkaisempaa mallia, joka vaatii selkeää näyttöä ja jota on tuettava riippumattomilla mittauksilla. Muut tutkijat uskovat, että ongelma piilee laskelmissamme.

Physics Letters B:ssä huhtikuussa 2020 julkaistavassa uudessa artikkelissa ehdotettu ratkaisu on olettaa, että koko galaksimme sekä useat tuhannet lähellä olevat galaksit ovat kuplassa, jossa on vähän ainetta - tähtiä, kaasumaisia ja pölyä. pilviä. Tutkimuksen tekijän mukaan kupla, jonka halkaisija on 250 miljoonaa valovuotta ja joka sisältää noin puolet muun maailmankaikkeuden tiheydestä, voisi sovittaa yhteen erilaisia lukuja universumin laajenemisnopeudesta.