Obrovská „bublina“ obsahujúca našu galaxiu by mohla vysvetliť, prečo je Hubbleova konštanta porušená

Šteniatka cefeidovej premennej hviezdy RS. (NASA/ESA/Hubble Heritage Team/Hubble-Europe Collaboration/H. Bond)

Je tu problém so zrýchľujúcim sa tempom rozpínania vesmíru.

Presnejšie povedané, je tu problém s tým, ako meriame rýchlosť zrýchľovania rozpínania vesmíru, tzv. Hubbleova konštanta . Na meranie Hubbleovej konštanty máme dve hlavné metódy a bez ohľadu na to, koľkokrát ich použijeme, vždy vrátia iné výsledky.

To viedlo niektorých k názoru, že potrebujeme novú fyziku na vysvetlenie tohto rozporu. Teoretický fyzik Lucas Lombriser zo švajčiarskej Ženevskej univerzity však prišiel s iným prístupom.



Podľa Lombrisera, ak sa galaxia Mliečna dráha vznáša v obrovskej dutine s nízkou hustotou vo vesmíre, mohlo by to vysvetliť, prečo sa merania nezhodujú. Úpravou našich rovníc tak, aby zohľadňovali tento rozdiel v hustote, by sme mohli výrazne znížiť medzeru v meraní.

Ale skôr ako sa do toho dostaneme, musíme stručne vysvetliť dve merania Hubbleovej konštanty.

Prvý je založený na kozmické mikrovlnné pozadie (CMB), slabá žiara žiarenia pozadia prenikajúceho vesmírom, ktorá zostala z Veľký tresk . CMB bola pomerne komplexne zmapovaná množstvom prieskumov, takže vieme, že má teplejšie a chladnejšie oblasti, ktoré zodpovedajú expanziám a kontrakciám hmoty v ranom vesmíre.

Môžete ich študovať, aby ste sa dozvedeli o histórii expanzie vesmíru. Na základe týchto informácií výpočty Hubbleovej konštanty zvyčajne vracajú výsledok pohybujúci sa okolo 67,4 kilometrov za sekundu za megaparsek.

Ďalšia metóda na dosiahnutie Hubbleovej konštanty zahŕňa meranie vzdialeností objektov so známou jasnosťou, ako sú extrémne jasné supernovy typu Ia a Premenné hviezdy cefeíd , typ hviezdy, ktorý má známy vzťah medzi svojou jasnosťou a jej periodickými pulzáciami.

Poznanie ich absolútnej jasnosti umožňuje astronómom vypočítať vzdialenosť k týmto objektom, pretože jas sa so vzdialenosťou stráca známou rýchlosťou; preto niekedy označujeme také predmety ako štandardné sviečky .

Táto posledná metóda vracia inú rýchlosť expanzie ako tá, ktorú získame pri pohľade na kozmické mikrovlnné pozadie. Supernovy typu Ia nedávno vrátil výsledok 72,8 kilometrov za sekundu za megaparsek. Extragalaktické premenné cefeíd v hostiteľských galaxiách supernov Ia priniesol ešte divokejší výsledok - 74,03 kilometrov za sekundu za megaparsek.

„Tieto dve hodnoty sa po mnoho rokov spresňovali, pričom sa od seba navzájom odlišovali,“ povedal Lombriser .

'Netrvalo veľa na to, aby to vyvolalo vedeckú polemiku a dokonca vzbudilo vzrušujúcu nádej, že možno máme čo do činenia s 'novou fyzikou'.'

Ale štandardný model sviečky má slabosť. The rovníc na výpočet expanzie vesmíru predpokladajte homogénne rozloženie hmoty v celom vesmíre. Vo veľkých mierkach to asi viac-menej platí – ale na menších to nemusí platiť.

A to by mohlo ovplyvniť, ako sa priestor okolo nás správa. Pretože ak sa naša domáca galaxia nachádza v bubline s nízkou hustotou, gravitačná sila z obalu s vyššou hustotou mimo bubliny by poskytla galaxiám, ktoré ťahá, malé zrýchlenie – zdalo by sa, že sa pohybujú rýchlejšie, než by naznačovala expanzia vesmíru.

'Keby sme boli v akejsi obrovskej 'bubline',' povedal Lombriser ,,kde bola hustota hmoty výrazne nižšia ako známa hustota pre celý vesmír, malo by to dôsledky na vzdialenosti supernov a v konečnom dôsledku aj na určenie Hubbleovej konštanty.'

Toto je nie prvy krat takáto dynamika bola navrhnutá. Ale to, čo Lombriser urobil, je matematický popis parametrov bubliny, ktoré by viedli k pozorovanému efektu.

Vypočítal, že ak by sme sa nachádzali v bubline vesmíru s priemerom približne 250 miliónov svetelných rokov, s hustotou menej ako polovičnou hustotou priestoru okolo nej, potom by štandardné výpočty Hubbleovej konštanty sviečky boli konzistentnejšie s kozmickým mikrovlnným pozadím Hubbleovej konštanty. výpočty.

A my vieme, že takéto prázdne miesta s nižšou hustotou existujú, pretože vesmír je čudne nemotorné miesto. Mliečna dráha je presne na okraji jedného . Má priemer najmenej 150 miliónov svetelných rokov a možno až 300 miliónov svetelných rokov.

Avšak skôr, ako môžeme oznámiť, že záhada bola vyriešená, musíme mať na pamäti zistil iný nedávny výskum že lokálna štruktúra vesmíru nemá žiadny vplyv na štandardné sviečkové merania Hubbleovej konštanty.

To ešte neznamená, že potrebujeme novú fyziku. Ešte viac výskumov naznačilo, že naše pochopenie supernov typu Ia je chybné a že by sme mohli nesprávne vypočítať ich jas. Iná štúdia naznačuje, že mohol existovať aj iný druh temná energia ktorý poskytol dodatočné zrýchlenie v ranom vesmíre .

Ale Lombriser verí, že jeho teória má nohy.

„Pravdepodobnosť, že na tejto škále dôjde k takémuto kolísaniu, je jedna z 20 až jedna z piatich, čo znamená, že to nie je fantázia teoretika,“ povedal .

'V obrovskom vesmíre je veľa oblastí, ako je ten náš.'

Výskum bol publikovaný v r Písmená z fyziky B .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.