Kuinka maailmankaikkeuden suurin mysteeri on leikannut tutkijoita ympäri maailmaa.
Kosmologit kohtaavat vakavan tieteellisen ongelman, joka osoittaa ihmisten tiedon puutteellisuuden maailmankaikkeudesta. Monimutkaisuus koskee sellaista näennäisesti triviaalia asiaa kuin maailmankaikkeuden laajenemisnopeus. Tosiasia, että eri menetelmät osoittavat erilaisia merkityksiä - ja toistaiseksi kukaan ei pysty selittämään outoa eroa.
Kosminen mysteeri
Nykyisin standardi kosmologinen malli "Lambda-CDM" (ΛCDM) kuvaa tarkemmin maailmankaikkeuden evoluutiota ja rakennetta. Tämän mallin mukaan maailmankaikkeudessa on nolla positiivinen kosmologinen vakio (lambda-termi), joka aiheuttaa kiihtyneen laajentumisen. Lisäksi ΛCDM selittää CMB: n havaitun rakenteen (kosmisen mikroaaltotausta), galaksien jakautumisen maailmankaikkeudessa, vedyn ja muiden kevyiden atomien runsauden sekä tyhjiön laajentumisen nopeuden. Laajennusnopeuden vakava ero voi kuitenkin tarkoittaa mallin radikaalin muutoksen tarvetta.
Teoreettinen fyysikko Vivian Poulin Ranskan kansallisesta tieteellisestä tutkimuskeskuksesta ja Montpellierin maailmankaikkeuden ja hiukkasten laboratoriosta väittää, että tämä tarkoittaa seuraavaa: Nuoressa maailmankaikkeudessa on tapahtunut jotain tärkeää, josta emme vielä tiedä. Ehkä tämä oli ilmiö, joka liittyy tuntemattomaan pimeän energian tyyppiin tai uudenlaiseen subatomisten hiukkasten tyyppiin. Jos malli ottaa sen huomioon, ero poistuu.
Kriisin partaalla
Mainosvideo:
Yksi tavoista määrittää maailmankaikkeuden laajentumisnopeus on tutkia mikroaaltotaustaa - reliktin säteily, joka ilmestyi 380 tuhatta vuotta suuren räjähdyksen jälkeen. Λ CDM: tä voidaan käyttää Hubble-vakion laskemiseen mittaamalla CMB: n suuret vaihtelut. Se osoittautui yhtä suureksi kuin 67,4 kilometriä sekunnissa kutakin megaparseeria kohti tai noin kolme miljoonaa valovuotta (sellaisella nopeudella, etäisyys sopivasta etäisyydestä, eroavat toisistaan). Tässä tapauksessa virhe on vain 0,5 kilometriä sekunnissa / megaparsi.
Jos saamme suunnilleen saman arvon eri menetelmällä, niin tämä vahvistaa standardi-kosmologisen mallin pätevyyden. Tutkijat mittasivat tavallisten kynttilöiden - näillä esineillä, joiden valoisuus on aina tiedossa - näkyvän kirkkauden. Tällaisia esineitä ovat esimerkiksi tyypin Ia supernovat - valkoiset kääpiöt, jotka eivät enää pysty absorboimaan ainesta suurista seuratähdistä ja räjähtää. Tavallisten kynttilöiden näkyvän kirkkauden avulla voit määrittää etäisyyden niihin. Samanaikaisesti voit mitata supernovien punasiirtymää, toisin sanoen valon aallonpituuksien siirtymistä spektrin punaiseen alueeseen. Mitä suurempi punasiirtymä, sitä nopeammin esine poistetaan tarkkailijasta.
Siten on mahdollista määrittää maailmankaikkeuden laajenemisnopeus, joka osoittautuu tässä tapauksessa olevan 74 kilometriä sekunnissa kutakin megaparseksia kohti. Tämä ei vastaa fromCDM: stä saatuja arvoja. On kuitenkin epätodennäköistä, että mittausvirhe selittää poikkeavuuden.
Kalifornian yliopiston Santa Barbaran yliopiston Kavlin teoreettisen fysiikan instituutin David Grossin mukaan hiukkasfysiikassa tällaista ristiriitaa ei kutsuttaisi ongelmaksi, vaan kriisiksi. Useat tutkijat eivät kuitenkaan olleet samaa mieltä tästä arvioinnista. Tilannetta vaikeutti toinen menetelmä, joka perustuu myös varhaisen maailmankaikkeuden tutkimukseen, nimittäin baryonin akustiset värähtelyt - varhaisen maailmankaikkeuden täyttävän näkyvän aineen värähtelyt. Nämä värähtelyt johtuvat akustisista plasmaaalloista, ja niiden mitat ovat aina tunnetut, mikä tekee niistä näyttämään tavallisilta kynttilöiltä. Yhdistettynä muihin mittauksiin ne antavat Hubble-vakion consistentCDM: n kanssa.
Uusi malli
On mahdollista, että tutkijat tekivät virheen tyypin Ia supernovoilla. Etäisyyden määrittämiseksi kaukana olevaan esineeseen on rakennettava etäisyys tikkaat.
Tämän tikkaiden ensimmäinen askel on kefeidit - muuttuvat tähdet, joilla on tarkka ajanjakson ja valoisuuden suhde. Kefeidien avulla voit määrittää etäisyyden lähimpään tyypin Ia supernovoihin. Yhdessä tutkimuksessa kefeidien sijasta käytettiin punaisia jättiläisiä, jotka tietyssä elämän vaiheessa saavuttavat suurimman kirkkautensa - se on sama kaikille punaisille jättiläisille.
Seurauksena Hubble-vakio osoittautui yhtä suureksi kuin 69,8 kilometriä sekunnissa / megaparsi. Kriisiä ei ole, sanoo Chicagon yliopiston Wendy Freedman, yksi kirjoittajan kirjoittajista.
Mutta myös tämä lausunto asetettiin kyseenalaiseksi. H0LiCOW-yhteistyö mittasi Hubble-vakion gravitaatiolinssillä - vaikutus, joka syntyy, kun massiivinen vartalo taivuttaa säteitä, jotka tulevat kaukaisesta esineestä sen takana. Viimeksi mainitut voivat olla kvaasareja - aktiivisten galaksien ytimiä, joita syöttää supermassiivinen musta aukko. Painovoimalinssien takia yhdestä kvaasarista voi tulla useita kuvia kerralla. Mittaamalla näiden kuvien välkyntä, tutkijat ovat johdanneet päivitetyn Hubble-vakion, joka on 73,3 kilometriä sekunnissa / megaparsi. Samaan aikaan tutkijat eivät viime aikoihin asti tienneet mahdollista tulosta, mikä sulkee pois petoksen mahdollisuuden.
Hubble-vakion mittauksen tulos, joka muodostui, kun kaasu pyörii mustan reiän ympärillä muodostuneista luonnollisista masereista, oli 74 kilometriä sekunnissa / megaparsi. Muut menetelmät antoivat 76,5 ja 73,6 kilometriä sekunnissa / megaparsi. Ongelmia syntyy myös aineen jakauman mittaamisessa maailmankaikkeudessa, koska painovoimalasilinssi antaa erilaisen arvon verrattuna mikroaaltotaustan mittauksiin.
Jos osoittautuu, että ero ei johdu mittausvirheistä, tarvitaan uusi teoria kaikkien tällä hetkellä käytettävissä olevien tietojen selittämiseksi. Yksi mahdollinen ratkaisu on muuttaa tumman energian määrää, joka aiheuttaa maailmankaikkeuden nopean laajentumisen. Vaikka suurin osa tutkijoista kannattaa tekemistä ilman fysiikan päivittämistä, ongelma on edelleen ratkaisematta.
PS
Mutta siitä mitä näemme * (kaukoputkien ja instrumenttien avulla) pitkien sammunutähtien valo ei ole kysymys, mutta miksi?
Loppujen lopuksi meille ajoissa tulevan tähden valo - voit laskea.. (laskea) ei tarkalleen, mutta suunnilleen. Toisin sanoen se, mitä näemme näennäisesti kirkkaan tähden sijaan jo tänään, voi olla vain tyhjä tila. Tähteä ei enää ole, ja tarkkailemme sen valoa.
Katso yleinen etäisyys ymmärtääksesi tätä videomateriaalia:
Istut ja ajattelet näiden videoiden katselun jälkeen, mutta kuka me olemme, mitä me olemme?
Me ajattelemme
Me uskomme tuon …
Me ymmärrämme
Ee..
Kirjoittaja: Slavik Yablochny