Мистерията на разширяването на Вселената

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Преди малко повече от сто години никой на нашата планета не знаеше, че Вселената се разширява. Но въпреки всички беди и нещастия, които двадесетият век донесе на човечеството, именно този век беше белязан от научно-техническия прогрес. За невероятно кратък период от време научихме повече за света и Вселената от всякога.

Идеята, че нашата Вселена се е разширявала през последните 13,8 милиарда години, е предложена за първи път от белгийския физик Жорж Леметр през 1927 г. Две години по-късно американският астроном Едуин Хъбъл успя да потвърди тази хипотеза. Той откри, че всяка галактика се отдалечава от нас и колкото по-далеч е, толкова по-бързо се случва. Днес има много начини, по които учените могат да разберат колко бързо се разширява нашата Вселена. Ето само числата, които изследователите получават в процеса на измерване, всеки път, когато се оказват различни. Но защо?

Най-голямата мистерия на Вселената

Както знаем днес, има тясна връзка между разстоянието до галактиката и това колко бързо се отдалечава. Така, да речем, галактика на разстояние 1 мегапарсек от нашата планета (един мегапарсек е приблизително равен на 3,3 милиона светлинни години) се отдалечава със скорост от 70 километра в секунда. А галактиката, която е малко по-далеч, на разстояние от два мегапарсека, се движи два пъти по-бързо (140 km/s).

Интересно е също, че днес има два основни подхода за определяне на възрастта на Вселената или, научно, константата на Хъбъл. Разликата между двете групи е, че един набор от методи разглежда относително близки обекти във Вселената, докато другият разглежда много отдалечени. Въпреки това, независимо какъв метод използват учените, резултатите са различни всеки път. Оказва се, че или правим нещо нередно, или някъде далеч във Вселената се случва нещо абсолютно неизвестно.

В проучване, публикувано наскоро на сървъра за предпечат на airxiv.org, астрономите, изучаващи близките галактики, използваха умен метод за измерване на разширяването на Вселената, наречени колебания на повърхностната яркост. Това е фантастично име, но включва идея, която всъщност е интуитивна.

Представете си, че стоите на ръба на гора, точно пред дърво. Тъй като сте много близо, виждате само едно дърво в полезрението си. Но ако се отдръпнете малко, ще видите още дървета. И колкото повече отивате, толкова повече дървета ще се появяват пред очите ви. Почти същото се случва с галактиките, които учените наблюдават с телескопи, но много по-сложно.

Откъде знаете скоростта на разширяване на Вселената?

За да получат добра статистика, астрономите наблюдават галактики, които са доста близо до Земята, на около 300 милиона светлинни години или по-близо. Въпреки това, когато се наблюдават галактики, е необходимо да се вземе предвид праха, фоновите галактики и звездните купове, които могат да се видят на изображения, направени с телескоп.

Вселената обаче е хитра. От 90-те години на миналия век астрономите виждат, че много далечни експлодиращи звезди винаги са били по-далеч, отколкото биха показали прости измервания. Това ги накара да повярват, че Вселената сега се разширява по-бързо от преди, което от своя страна доведе до откриването на тъмната енергия - мистериозна сила, която ускорява универсалното разширяване.

Както пишат авторите на научния труд, когато гледаме много далечни обекти, ние ги виждаме такива, каквито са били в миналото, когато Вселената е била по-млада. Ако скоростта на разширяване на Вселената тогава е била различна (да речем, преди 12-13,8 милиарда години), отколкото е сега (преди по-малко от милиард години), можем да получим две различни стойности за константата на Хъбъл. Или може би различните части на Вселената се разширяват с различна скорост?

Но ако скоростта на разширение се е променила, тогава възрастта на нашата Вселена изобщо не е това, което мислим (учените използват скоростта на разширяване на Вселената, за да проследят нейната възраст). Това от своя страна означава, че Вселената има различен размер, което означава, че времето, необходимо, за да се случи нещо, също ще бъде различно.

Ако следвате тази верига от разсъждения, тогава в крайна сметка се оказва, че физическите процеси, които са се случвали в ранната Вселена, са се случвали по различно време. Възможно е също така да са участвали други процеси, които влияят на скоростта на разширяване. Като цяло има някаква бъркотия. „От което следва, че или не разбираме достатъчно добре как се държи Вселената, или я измерваме неправилно“, отбелязват авторите на изследването.

Във всеки случай, константата на Хъбъл е горещо дискутирана тема в астрономическата общност. Новото проучване обаче добави още повече въпроси, така че борбата с несигурността ще бъде дълга. Някой ден, разбира се, нашето разбиране за космоса ще се промени. Но когато това се случи, космолозите ще трябва да търсят нещо друго, за което да спорят. Какво определено ще направят.