Naše galaxie je uvnitř obrovské bubliny, kde je jen málo hmoty

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Možná žijeme v bublině. Ale to není to nejpodivnější, co jste o našem vesmíru slyšeli. Nyní se mezi myriádou teorií a hypotéz objevila další. Nová studie je pokusem vyřešit jednu z nejobtížnějších záhad moderní fyziky: proč naše měření rychlosti rozpínání vesmíru nedávají smysl?

Podle autorů článku je nejjednodušším vysvětlením, že naše galaxie se nachází v oblasti vesmíru s nízkou hustotou – což znamená, že většina prostoru, který můžeme jasně vidět dalekohledy, je součástí obří bubliny. A tato anomálie, píší výzkumníci, pravděpodobně interferuje s měřeními Hubbleovy konstanty - konstanty používané k popisu rozpínání vesmíru.

Jak se vyvíjel vesmír?

Zkuste si představit, jak by bublina vypadala v měřítku vesmíru. To je docela obtížné, protože většinu vesmíru tvoří vesmír s hrstkou galaxií a hvězd rozptýlených v prázdnotě. Ale stejně jako oblasti v pozorovatelném Vesmíru, kde je hmota hustě seskupená nebo se naopak nachází daleko od sebe, se hvězdy a galaxie shromažďují s různou hustotou v různých částech kosmu.

Záření pozadí (nebo kosmické mikrovlnné záření pozadí) - toto tepelné záření, které se vytvořilo v raném vesmíru a rovnoměrně ho vyplňuje - umožňuje vědcům určit s téměř dokonalou přesností rovnoměrnou teplotu vesmíru kolem nás. Dnes víme, že tato teplota je 2,7 K (Kelvin je teplotní stupnice, kde 0 stupňů je absolutní nula). Podle Space.com jsou však při bližším zkoumání vidět drobné výkyvy této teploty. Modely toho, jak se vesmír vyvíjel v průběhu času, naznačují, že tyto drobné nekonzistence by nakonec způsobily více či méně husté oblasti vesmíru. A tyto druhy oblastí s nízkou hustotou by byly více než dostatečné ke zkreslení měření Hubbleovy konstanty tak, jak se to děje právě teď.

Absolutní nula je termín, který znamená úplné zastavení pohybu molekul. Teploty absolutní nuly nelze dosáhnout. V roce 1995 se o to pokusili Eric Cornell a Carl Wiemann, ale když byly atomy rubidia ochlazeny, neuspěli. Proto jednotka změny teploty v Kelvinech nemá záporné hodnoty.

Jak se měří Hubbleova konstanta?

Dnes existují dva hlavní způsoby měření Hubbleovy konstanty. Jeden je založen na extrémně přesných měřeních CMB, která se zdá být jednotná v celém našem vesmíru, protože vznikla krátce po velkém třesku. Jiný způsob je založen na supernovách a pulzujících proměnných hvězdách v blízkých galaxiích známých jako cefeidy. Připomeňme, že cefeidy a supernovy mají vlastnosti, které umožňují přesně určit, jak daleko jsou od Země a jakou rychlostí se od nás vzdalují. Astronomové je použili k vybudování „žebříku vzdálenosti“k různým orientačním bodům v pozorovatelném vesmíru. Stejný „žebřík“použili vědci k odvození Hubbleovy konstanty. Ale jak se měření cefeid a CMB za poslední desetiletí zpřesnilo, ukázalo se, že data se nesbližují. A přítomnost různých odpovědí obvykle znamená, že existuje něco, co nevíme.

Ve skutečnosti tedy nejde jen o pochopení současné rychlosti rozpínání Vesmíru, ale také o pochopení toho, jak se Vesmír vyvíjel a rozšiřoval a co se celou tu dobu dělo s časoprostorem.

Galaxie v bublině

Někteří fyzici se domnívají, že existuje jakýsi druh „nové fyziky“, která určuje nerovnováhu – něco ve vesmíru, čemu nerozumíme a co je důvodem neočekávaného chování vesmírných objektů. Podle autora studie Lucase Lombrizera by nová fyzika byla velmi vzrušujícím řešením Hubbleovy konstanty, ale obvykle zahrnuje složitější model, který vyžaduje jasné důkazy a musí být podložen nezávislými měřeními. Jiní vědci se domnívají, že problém spočívá v našich výpočtech.

Řešení navržené v novém článku, který bude publikován v Physics Letters B v dubnu 2020, spočívá v předpokladu, že celá naše galaxie, stejně jako několik tisíc blízkých galaxií, jsou v bublině, kde je málo hmoty – hvězdy, plyn a prach. mraky. Podle autora studie by bublina o průměru 250 milionů světelných let, obsahující asi poloviční hustotu než zbytek vesmíru, mohla sladit různé údaje o rychlosti rozpínání vesmíru.