Cefeīdu mainīgās zvaigznes RS kucēni. (NASA/ESA/Habla mantojuma komanda/Habla-Eiropas sadarbība/H. Bonds) Pastāv problēma ar Visuma izplešanās ātrumu.
Konkrētāk, pastāv problēma ar to, kā mēs izmērām Visuma izplešanās paātrināšanās ātrumu, ko sauc par Habla konstante . Mums ir divas galvenās metodes Habla konstantes mērīšanai, un neatkarīgi no tā, cik reižu mēs tās pielietojam, tās vienmēr sniedz atšķirīgus rezultātus.
Tas ir licis dažiem domāt, ka mums ir vajadzīga jauna fizika, lai izskaidrotu neatbilstību. Bet teorētiskais fiziķis Lūkass Lombrisers no Ženēvas universitātes Šveicē ir nācis klajā ar citu pieeju.
Saskaņā ar Lombriser teikto, ja Piena Ceļa galaktika peld plašā zema blīvuma dobumā kosmosā, tas varētu izskaidrot, kāpēc mērījumi nesakrīt. Pielāgojot mūsu vienādojumus, lai ņemtu vērā šo blīvuma starpību, mēs varētu ievērojami samazināt mērījumu atstarpi.
Bet pirms mēs to aplūkojam, mums īsi jāpaskaidro divi Habla konstantes mērījumi.
Pirmais ir balstīts uz kosmiskais mikroviļņu fons (CMB), vājš fona starojuma mirdzums, kas caurstrāvo Visumu, kas palicis pāri no Lielais sprādziens . CMB ir diezgan visaptveroši kartēts vairākos apsekojumos, tāpēc mēs zinām, ka tajā ir karstāki un vēsāki reģioni, kas atbilst matērijas izplešanās un kontrakcijām agrīnajā Visumā.
Tos var izpētīt, lai uzzinātu par Visuma paplašināšanās vēsturi. Pamatojoties uz šo informāciju, Habla konstantes aprēķini parasti dod rezultātu, kas karājas ap 67,4 kilometriem sekundē uz megaparseku.
Otra metode, kā sasniegt Habla konstanti, ietver attāluma mērīšanu līdz objektiem ar zināmu spilgtumu, piemēram, īpaši spilgtām Ia tipa supernovām un Cefeīdu mainīgās zvaigznes , zvaigznes veids, kam ir zināma saistība starp tās spilgtumu un periodiskajām pulsācijām.
Zinot to absolūto spilgtumu, astronomi var aprēķināt attālumu līdz šiem objektiem, jo spilgtums attāluma gaitā izzūd zināmā ātrumā; tāpēc mēs dažreiz atsaucamies uz tādiem objektiem kā standarta sveces .
Šī pēdējā metode atgriež atšķirīgu izplešanās ātrumu nekā tas, ko iegūstam, aplūkojot kosmisko mikroviļņu fonu. Ia tipa supernovas nesen atgrieza rezultātu 72,8 kilometri sekundē uz megaparseku. Ekstragalaktiskie cefeīdu mainīgie Ia supernovas saimniekgalaktikās deva vēl mežonīgāku rezultātu - 74,03 kilometri sekundē uz megaparseku.
'Šīs divas vērtības daudzus gadus kļuva precīzākas, vienlaikus saglabājot atšķirīgas viena no otras.' Lombriser teica .
'Nevajadzēja daudz, lai izraisītu zinātnisku strīdu un pat radītu aizraujošu cerību, ka mums, iespējams, ir darīšana ar 'jaunu fiziku'.
Bet standarta sveces modelim ir vājums. The vienādojumi Lai aprēķinātu telpas izplešanos, pieņemsim, ka masas sadalījums ir viendabīgs visā Visumā. Lielā mērogā tas, iespējams, ir vairāk vai mazāk taisnība, bet mazākos mērogos tā var nebūt.
Un tas var ietekmēt to, kā apkārtējā telpa uzvedas. Jo, ja mūsu mājas galaktika atrodas zema blīvuma burbulī, gravitācijas pievilkšanās no augstāka blīvuma apvalka ārpus burbuļa dotu galaktikām nelielu paātrinājuma palielinājumu, liekot tām izskatīties kustīgām ātrāk, nekā varētu domāt no Visuma izplešanās.
'Ja mēs atrastos sava veida gigantiskā 'burbulī',' Lombriser teica , 'ja matērijas blīvums bija ievērojami zemāks par zināmo blīvumu visam Visumam, tas ietekmētu supernovu attālumus un galu galā Habla konstantes noteikšanu.'
Tas ir nav pirmā reize šāda dinamika ir ierosināta. Bet tas, ko Lombriser ir paveicis, ir matemātiski aprakstījis burbuļa parametrus, kas radītu novēroto efektu.
Viņš aprēķināja, ka, ja mēs atrastos kosmosa burbulī, kura diametrs ir aptuveni 250 miljoni gaismas gadu un kura masas blīvums ir mazāks par pusi no apkārtējās telpas masas, tad standarta sveces Habla konstantes aprēķini atbilstu kosmiskā mikroviļņu fona Habla konstantei. aprēķinus.
Un mēs zinām, ka pastāv šādi zemāka blīvuma tukšumi, jo Visums ir dīvaini nelīdzens vieta. Piena ceļš ir tieši uz vienas malas . Tā diametrs ir vismaz 150 miljoni gaismas gadu un varbūt pat 300 miljoni gaismas gadu.
Tomēr, pirms mēs varam paziņot, ka noslēpums ir atrisināts, mums tas jāpatur prātā citi jaunākie pētījumi atklājuši ka Visuma lokālā struktūra nekādi neietekmē Habla konstantes standarta sveces mērījumus.
Tas joprojām nenozīmē, ka mums ir vajadzīga jauna fizika. Tomēr vairāk pētījumu liecina, ka mūsu izpratne par Ia tipa supernovām ir kļūdaina , un ka mēs varētu nepareizi aprēķināt to spilgtumu. Cits pētījums liecina, ka varēja būt cita veida tumšā enerģija kas paredzēja papildu paātrinājums agrīnajā Visumā .
Bet Lombrisers uzskata, ka viņa teorijai ir kājas.
'Iespējamība, ka šajā skalā ir šādas svārstības, ir viens no 20 līdz vienam no pieciem, kas nozīmē, ka tā nav teorētiķa fantāzija.' viņš teica .
'Lielajā Visumā ir daudz tādu reģionu kā mūsējais.'
Pētījums ir publicēts Fizikas burti B .