Järgmine kord, kui sööd marjamuffinit, mõtle, mis juhtus taignas olevate mustikatega, kui magusus küpsetati. Mustikad lebasid ühes kohas, kuid kui kuklid laienesid, hakkasid marjad üksteisest eemalduma. Kui saaksite ühe marja peal seista, näeksite, et kõik teised eemalduvad sinust, sama kehtib ka kõigi teiste valitud marjade kohta. Selles mõttes on galaktikad nagu marjad koogikeses.
Alates Suurest Paugust on universum järeleandmatult laienenud. Kummaline on see, et pole ühtegi ainsat kohta, kust universum laieneks - pigem eemalduvad kõik galaktikad (keskmiselt) teistest. Meie Linnutee galaktika vaatepunktist näib, et enamik galaktikaid eemaldub meist - justkui asuksime oma kuklitaolise universumi keskpunkti. Kuid vaadake mis tahes teisest galaktikast ja vaade on täpselt sama.
Et teid veelgi segamini ajada, viitavad uued uuringud sellele, et universumi paisumise kiirus võib olla erinev, sõltuvalt sellest, kui kaugele te ajas vaatate. Astrofüüsikaajakirjas avaldatud uued andmed näitavad, et on aeg mõelda ümber meie arusaam kosmosest.
Hubble'i mõistatus
Kosmoloogid iseloomustavad universumi laienemist lihtsa seadusega - Hubble'i seadusega (nimetatud Edwin Hubble'i järgi). Hubble'i seadus on tähelepanek, et kaugemad galaktikad eemalduvad kiiremini. See tähendab, et läheduses asuvad galaktikad liiguvad suhteliselt aeglaselt.
Kiiruse ja galaktika kauguse vahel määrab "Hubble'i konstant" - 70 km / s / Mpc. See tähendab, et galaktika liigub meist iga miljoni valgusaasta jooksul umbes 90 000 km tunnis.
See universumi laienemine, kus läheduses asuvad galaktikad eemalduvad aeglasemalt kui kaugemad galaktikad, on oodata ühtlaselt laienevast ruumist, kus on tumedat energiat (nähtamatu jõud, mis kiirendab universumi laienemist) ja tumedat ainet (tundmatu ja nähtamatu mateeria vorm, mis on tavalisest viis korda suurem). Sama võib täheldada ka marjadega muffinis.
Reklaamvideo:
Hubble'i konstandi mõõtmise ajalugu on täis raskusi ja ootamatuid paljastusi. 1929. aastal arvas Hubble ise, et selle väärtus peaks olema suurusjärgus 600 000 km tunnis miljoni valgusaasta kohta - umbes kümme korda rohkem kui praegu mõõdetakse. Hubble'i konstandi täpsed mõõtmised aastate jooksul on viinud tumeda energia tahtmatu avastamiseni. Selle salapärase energialiigi kohta, mis moodustab 70% kogu universumi energiast, teabe leidmine innustas käivitama maailma parima (tänaseni) kosmoseteleskoobi, mille nimi on Hubble.
Saak on see, et kahe kõige täpsema mõõtmise tulemused ei ühti ja ei ole korrelatsioonis üksteisega. Kui kosmoloogilised mõõtmised olid nii täpsed, et need näitasid Hubble'i konstandi väärtust, ilmnes, et sellel pole mõtet. Ühe asemel on meil kaks vastandlikku tulemust.
Ühest küljest on meil Plancki missiooni tehtud uued täpsed kosmilise mikrolaine fooni - Suure Paugu järelviljaku mõõtmised - Hubble'i konstant oli 67,4 km / s / Mpc.
Teisest küljest on meil lähedalasuvates galaktikates uued pulseerivate tähtede mõõtmised, mis on samuti uskumatult täpsed ja mis mõõtsid Hubble'i konstandi väärtuseks 73,4 km / s / Mpc. Nad on meile ajas lähemal.
Mõlemad mõõtmised väidavad olevat õiged ja väga täpsed. Mõõtmiste erinevus on umbes 500 km tunnis miljoni valgusaasta kohta, nii et kosmoloogid nimetavad seda kahe mõõtme vaheliseks pingeks - nad venitavad statistikat eri suundades ja see peab kuhugi varisema.
Uus füüsika?
Kuidas see kokku kukub? Praegu ei tea keegi. Võib-olla on meie kosmoloogiline mudel vale. On näha, et universum laieneb meile kiiremini lähemale, kui me eeldada võiksime, alustades kaugematest mõõtmetest. Kosmilise mikrolaine tausta mõõtmised ei mõõda lokaalset laienemist, vaid teevad seda mudeli - meie kosmoloogilise mudeli - kaudu. Ta on olnud väga edukas paljude universumis jälgitavate andmete ennustamisel ja kirjeldamisel.
Seetõttu, ehkki see mudel võib olla vale, pole keegi tulnud välja lihtsa veenva mudeliga, mis selgitaks nii seda kui ka kõike seda, mida me vaatleme. Näiteks võiksime proovida seda selgitada uue gravitatsiooniteooriaga, kuid siis muud tähelepanekud ei sobi. Või võiks seda seletada uue tumeaine või tumeda energia teooriaga, kuid siis muud tähelepanekud ei toimi - ja nii edasi. Seega, kui see "pinge" on seotud uue füüsikaga, peab see olema keeruline ja tundmatu.
Vähem huvitav seletus oleks süstemaatilistest mõjudest põhjustatud andmetes „tundmatud tundmatud” ja põhjalikum analüüs näitab ühel päeval peent mõju, mis on kahe silma vahele jäänud. Või võib see olla lihtsalt statistiline tõrge, mis kaob, kui rohkem andmeid kogutakse.
Praegu pole selge, milline uue füüsika, süsteemsete efektide või uute andmete kombinatsioon neid pingeid lahendab, kuid midagi saab kindlasti selgeks. Pilt universumist kui laienevast koogist võib olla vale ja kosmoloogidele antakse väljakutse teistsuguse pildi saamiseks. Kui uute mõõtmete selgitamiseks on vaja uut füüsikat, muudab tulemus meie arusaama kosmosest.
Ilja Khel
