Naša galaxia je vo vnútri obrovskej bubliny, kde je málo hmoty

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Možno žijeme v bubline. Ale to nie je tá najpodivnejšia vec, ktorú ste o našom vesmíre počuli. Teraz sa medzi nespočetným množstvom teórií a hypotéz objavila ďalšia. Nová štúdia je pokusom vyriešiť jednu z najťažších záhad modernej fyziky: prečo naše merania rýchlosti rozpínania vesmíru nedávajú zmysel?

Podľa autorov článku je najjednoduchšie vysvetlenie, že naša galaxia sa nachádza v oblasti vesmíru s nízkou hustotou – čo znamená, že väčšina priestoru, ktorý môžeme jasne vidieť cez ďalekohľady, je súčasťou obrovskej bubliny. A táto anomália, píšu výskumníci, pravdepodobne interferuje s meraniami Hubbleovej konštanty - konštanty používanej na opis expanzie vesmíru.

Ako sa vyvinul vesmír?

Skúste si predstaviť, ako by bublina vyzerala v mierke vesmíru. To je dosť ťažké, keďže väčšinu vesmíru tvorí vesmír s hŕstkou galaxií a hviezd roztrúsených v prázdnote. Ale rovnako ako oblasti v pozorovateľnom vesmíre, kde je hmota husto zhlukovaná alebo naopak vzdialená od seba, aj hviezdy a galaxie sa zhromažďujú s rôznymi hustotami v rôznych častiach vesmíru.

Žiarenie pozadia (alebo kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia) – toto tepelné žiarenie, ktoré sa vytvorilo v ranom vesmíre a rovnomerne ho vypĺňa – umožňuje vedcom určiť s takmer dokonalou presnosťou rovnomernú teplotu vesmíru okolo nás. Dnes vieme, že táto teplota je 2,7 K (Kelvin je teplotná stupnica, kde 0 stupňov je absolútna nula). Podľa Space.com však pri bližšom skúmaní vidieť malé výkyvy tejto teploty. Modely toho, ako sa vesmír časom vyvíjal, naznačujú, že tieto drobné nezrovnalosti by nakoniec vytvorili viac či menej husté oblasti vesmíru. A tieto druhy oblastí s nízkou hustotou by boli viac než dostatočné na to, aby skreslili merania Hubbleovej konštanty tak, ako sa to deje práve teraz.

Absolútna nula je pojem, ktorý znamená úplné zastavenie pohybu molekúl. Teploty absolútnej nuly nie je možné dosiahnuť. V roku 1995 sa o to pokúsili Eric Cornell a Carl Wiemann, no keď sa ochladili atómy rubídia, nepodarilo sa im to. Preto jednotka zmeny teploty v Kelvinoch nemá záporné hodnoty.

Ako sa meria Hubbleova konštanta?

Dnes existujú dva hlavné spôsoby merania Hubbleovej konštanty. Jedna je založená na extrémne presných meraniach CMB, ktorá sa zdá byť jednotná v celom našom vesmíre, pretože vznikla krátko po Veľkom tresku. Ďalší spôsob je založený na supernovách a pulzujúcich premenných hviezdach v blízkych galaxiách známych ako cefeidy. Pripomeňme, že cefeidy a supernovy majú vlastnosti, ktoré umožňujú presne určiť, ako ďaleko sú od Zeme a akou rýchlosťou sa od nás vzďaľujú. Astronómovia ich použili na vytvorenie „rebríka na diaľku“k rôznym orientačným bodom v pozorovateľnom vesmíre. Rovnaký „rebrík“použili vedci na odvodenie Hubbleovej konštanty. Ale keď sa merania cefeíd a CMB za posledné desaťročie stali presnejšími, ukázalo sa, že údaje sa nezhodujú. A prítomnosť rôznych odpovedí zvyčajne znamená, že existuje niečo, čo nevieme.

V skutočnosti teda nejde len o pochopenie súčasnej rýchlosti rozpínania Vesmíru, ale aj o pochopenie toho, ako sa Vesmír vyvíjal a rozširoval a čo sa celý ten čas dialo s časopriestorom.

Galaxie v bubline

Niektorí fyzici veria, že existuje nejaký druh „novej fyziky“, ktorá určuje nerovnováhu – niečo vo vesmíre, čomu nerozumieme a čo je dôvodom neočakávaného správania vesmírnych objektov. Podľa autora štúdie Lucasa Lombrizera by nová fyzika bola veľmi vzrušujúcim riešením Hubbleovej konštanty, ale zvyčajne zahŕňa zložitejší model, ktorý si vyžaduje jasné dôkazy a musí byť podložený nezávislými meraniami. Iní vedci sa domnievajú, že problém spočíva v našich výpočtoch.

Riešením navrhnutým v novom článku, ktorý má byť publikovaný v Physics Letters B v apríli 2020, je predpokladať, že celá naša galaxia, ako aj niekoľko tisíc blízkych galaxií, sú v bubline, kde je málo hmoty – hviezdy, plyn a prach. mraky. Podľa autora štúdie by bublina s priemerom 250 miliónov svetelných rokov, obsahujúca približne polovicu hustoty zvyšku vesmíru, mohla zosúladiť rôzne údaje o rýchlosti rozpínania vesmíru.