Mūsu galaktika atrodas milzīgā burbulī, kur ir maz vielas

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Iespējams, mēs dzīvojam burbulī. Bet tas diez vai ir dīvainākais, ko esat dzirdējuši par mūsu Visumu. Tagad starp neskaitāmajām teorijām un hipotēzēm ir parādījusies vēl viena. Jaunais pētījums ir mēģinājums atrisināt vienu no vissarežģītākajiem mūsdienu fizikas noslēpumiem: kāpēc mūsu mērījumiem par Visuma izplešanās ātrumu nav jēgas?

Pēc raksta autoru domām, vienkāršākais izskaidrojums ir tāds, ka mūsu galaktika atrodas Visuma zema blīvuma reģionā – tas nozīmē, ka lielākā daļa telpas, ko varam skaidri saskatīt caur teleskopiem, ir daļa no milzu burbuļa. Un šī anomālija, raksta pētnieki, visticamāk, traucēs Habla konstantes mērījumus - konstanti, ko izmanto, lai aprakstītu Visuma izplešanos.

Kā attīstījās Visums?

Mēģiniet iedomāties, kā burbulis izskatītos Visuma mērogā. Tas ir diezgan grūti, jo lielākā daļa kosmosa ir kosmoss, un tukšumā ir izkaisītas dažas galaktikas un zvaigznes. Bet, tāpat kā novērojamā Visuma reģioni, kur matērija ir blīvi sagrupēta vai, gluži pretēji, atrodas tālu viena no otras, zvaigznes un galaktikas dažādās kosmosa daļās pulcējas kopā ar dažādu blīvumu.

Fona starojums (jeb kosmiskais mikroviļņu fona starojums) – šis termiskais starojums, kas veidojās agrīnajā Visumā un to vienmērīgi piepilda – ļauj zinātniekiem ar gandrīz perfektu precizitāti noteikt mums apkārt esošā Visuma vienmērīgo temperatūru. Šodien mēs zinām, ka šī temperatūra ir 2,7 K (Kelvins ir temperatūras skala, kur 0 grādi ir absolūtā nulle). Tomēr, kā norāda Space.com, rūpīgāk pārbaudot, var redzēt nelielas šīs temperatūras svārstības. Modeļi par to, kā Visums laika gaitā ir attīstījies, liecina, ka šīs nelielās neatbilstības galu galā radīs vairāk vai mazāk blīvus kosmosa reģionus. Un šāda veida zema blīvuma reģioni būtu vairāk nekā pietiekami, lai izkropļotu Habla konstantes mērījumus tādā veidā, kā tas notiek šobrīd.

Absolūtā nulle ir termins, kas nozīmē molekulu kustības pilnīgu apstāšanos. Nav iespējams sasniegt absolūtās nulles temperatūru. 1995. gadā Ēriks Kornels un Karls Vīmans mēģināja to izdarīt, taču, kad rubīdija atomi tika atdzesēti, viņiem tas neizdevās. Tāpēc temperatūras izmaiņu vienībai Kelvinos nav negatīvu vērtību.

Kā mēra Habla konstanti?

Mūsdienās ir divi galvenie veidi, kā izmērīt Habla konstanti. Viens no tiem ir balstīts uz ārkārtīgi precīziem CMB mērījumiem, kas, šķiet, ir vienādi visā mūsu Visumā, jo tas tika izveidots neilgi pēc Lielā sprādziena. Vēl viens veids ir balstīts uz supernovām un pulsējošām mainīgām zvaigznēm tuvējās galaktikās, kas pazīstamas kā cefeīdas. Atgādinām, ka cefeīdām un supernovām ir īpašības, kas ļauj precīzi noteikt, cik tālu tās atrodas no Zemes un ar kādu ātrumu attālinās no mums. Astronomi tos ir izmantojuši, lai izveidotu “attāluma kāpnes” uz dažādiem novērojamā Visuma orientieriem. Tās pašas “kāpnes” zinātnieki izmantoja, lai iegūtu Habla konstanti. Bet, tā kā pēdējo desmit gadu laikā cefeīdu un CMB mērījumi ir kļuvuši precīzāki, ir kļuvis skaidrs, ka dati nesaplūst. Un dažādu atbilžu klātbūtne parasti nozīmē, ka ir kaut kas, ko mēs nezinām.

Tātad patiesībā runa nav tikai par Visuma pašreizējā izplešanās ātruma izpratni, bet arī par izpratni par to, kā Visums attīstījās un paplašinājās un kas visu šo laiku notika ar telpu-laiku.

Galaktikas burbulī

Daži fiziķi uzskata, ka pastāv kaut kāda "jaunā fizika", kas nosaka nelīdzsvarotību - kaut kas Visumā, ko mēs nesaprotam, un tas ir iemesls kosmosa objektu negaidītai uzvedībai. Saskaņā ar pētījuma autora Lūkasa Lombrizera teikto, jauna fizika būtu ļoti aizraujošs risinājums Habla konstantei, taču tas parasti nozīmē sarežģītāku modeli, kam nepieciešami skaidri pierādījumi un kas jāatbalsta ar neatkarīgiem mērījumiem. Citi zinātnieki uzskata, ka problēma slēpjas mūsu aprēķinos.

Risinājums, kas ierosināts jaunā rakstā, kas tiks publicēts Physics Letters B 2020. gada aprīlī, ir pieņemt, ka visa mūsu galaktika, kā arī vairāki tūkstoši tuvumā esošo galaktiku atrodas burbulī, kurā ir maz vielas - zvaigznes, gāzveida un putekļi. mākoņi. Pēc pētījuma autora domām, burbulis ar diametru 250 miljonus gaismas gadu, kas satur apmēram pusi no pārējā Visuma blīvuma, varētu saskaņot dažādus Visuma izplešanās ātruma skaitļus.