Ko boste naslednjič pojedli jagodni muffin, pomislite, kaj se je zgodilo z borovnicami v testo, ko se je sladko pekla. Borovnice so ležale na enem mestu, ko pa se je šopka širila, so se jagode začele odmikati drug od drugega. Če bi lahko stali na enem jagodičju, bi videli, da bi se vsi drugi oddaljili od vas, vendar bo isto veljalo za katero koli drugo jagodičje, ki ga izberete. V tem smislu so galaksije kot jagode v skodelici.
Od velikega poka se vesolje neusmiljeno širi. Nenavadno dejstvo je, da ni enega samega kraja, iz katerega se širi vesolje - raje se vse galaksije (v povprečju) oddaljujejo od drugih. Z naše razgledne točke v galaksiji Mlečna pot bo videti, da se večina galaksij oddaljuje od nas - kot da smo središče našega vesolja, podobnega bunkam. Toda poglejte iz katere koli druge galaksije in pogled bo popolnoma enak.
Da bi vas še dodatno zmedli, nove raziskave kažejo, da je hitrost, s katero se razširi vesolje, lahko različna, odvisno od tega, kako daleč nazaj gledate. Novi podatki, objavljeni v reviji Astrophysical Journal, kažejo, da je čas, da premislimo svoje razumevanje vesolja.
Hubble skrivnost
Kozmologi za širitev vesolja označujejo preprost zakon - Hubblov zakon (poimenovan po Edwinu Hubbleju). Hubblov zakon je opazovanje, da se bolj oddaljene galaksije odmaknejo hitreje. To pomeni, da se bližnje galaksije premikajo razmeroma počasi.
Razmerje med hitrostjo in razdaljo do galaksije določa "Hubble konstanta" - 70 km / s / Mpc. To pomeni, da se galaksija na vsak milijon svetlobnih let od nas oddaljeva približno 90.000 km na uro.
Ta širitev vesolja, ko se bližnje galaksije oddaljujejo počasneje od oddaljenih galaksij, pričakujemo od enakomerno razširjajočega se prostora s temno energijo (nevidno silo, ki pospešuje širitev vesolja) in temno snovjo (neznana in nevidna oblika materije, ki je petkrat večja kot običajno). Enako lahko opazimo v muffinu z jagodami.
Promocijski video:
Zgodovina merjenja Hubblove konstante je polna težav in nepričakovanih razkritij. Leta 1929 je sam Hubble verjel, da bi morala biti njegova vrednost približno 600.000 km na uro na milijon svetlobnih let - približno desetkrat več, kot je trenutno izmerjeno. Poskusi natančnega merjenja Hubblove konstante z leti so privedli do nenamernega odkritja temne energije. Iskanje informacij o tej skrivnostni vrsti energije, ki predstavlja 70% energije v vesolju, je spodbudilo lansiranje najboljšega vesoljskega teleskopa na svetu (do zdaj), poimenovanega po Hubblu.
Ulov je, da se rezultati dveh najnatančnejših meritev ne ujemata in ne povezujeta med seboj. Ko so kozmološke meritve postale tako natančne, da so pokazale vrednost Hubblove konstante, je postalo očitno, da to nima smisla. Namesto enega imamo dva nasprotujoča si rezultata.
Na eni strani imamo nove natančne meritve kozmičnega mikrovalovnega ozadja - Big Bang Afterglow -, ki jih je izvedla misija Planck, ki je izmerila Hubblovo konstanto kot 67,4 km / s / Mpc.
Na drugi strani imamo nove meritve pulzirajočih zvezd v bližnjih galaksijah, prav tako neverjetno natančne, ki so izmerile Hubblovo konstanto kot 73,4 km / s / Mpc. Čas so nam bližje.
Obe meritvi trdita, da sta pravilni in zelo natančni. Razlike med meritvami znašajo približno 500 km na uro na milijon svetlobnih let, zato kozmologi to imenujejo "napetost" med dvema dimenzijama - statistiko nekako raztegnejo v različnih smereh in nekje se mora zrušiti.
Nova fizika?
Kako bo propadel? Trenutno nihče ne ve. Mogoče je naš kozmološki model napačen. Vidimo, da se vesolje širi hitreje bliže nam, kot bi pričakovali, začenši iz bolj oddaljenih dimenzij. Meritve kozmičnega mikrovalovnega ozadja ne merijo lokalnega širjenja, ampak to počnejo po vzoru - našem kozmološkem modelu. Izjemno je uspešna pri napovedovanju in opisovanju številnih opazljivih podatkov v vesolju.
Čeprav je ta model morda napačen, nihče ni zasnoval preprostega prepričljivega modela, ki bi lahko razložil tako to kot vse, kar opazujemo. Na primer, to bi lahko poskusili razložiti z novo teorijo gravitacije, vendar potem druga opažanja ne ustrezajo. Ali bi to lahko pojasnili z novo teorijo temne snovi ali temne energije, potem pa druga opažanja ne bodo delovala - in tako naprej. Če je torej ta »napetost« povezana z novo fiziko, mora biti zapletena in neznana.
Manj zanimiva razlaga bi bile „neznane neznanke“v podatkih, ki jih povzročajo sistematični učinki, natančnejša analiza pa bo nekega dne pokazala, da je bil zamujen učinek. Lahko pa gre zgolj za statistično napako, ki bo izginila, ko bo zbranih več podatkov.
Trenutno ni jasno, katera kombinacija nove fizike, sistematičnih učinkov ali novih podatkov bo te napetosti razrešila, nekaj pa bo zagotovo postalo jasno. Slika vesolja kot razširjajoče se torte je morda napačna, kozmologi pa se soočajo z drugačno sliko. Če je za razlago novih dimenzij potrebna nova fizika, bo rezultat spremenil naše razumevanje prostora.
Ilya Khel