Нашата галактика е вътре в огромен балон, където има малко материя

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

Може да живеем в балон. Но това едва ли е най-странното нещо, което сте чували за нашата вселена. Сега, сред безбройните теории и хипотези, се появи още една. Новото изследване е опит да се реши една от най-трудните мистерии на съвременната физика: защо нашите измервания на скоростта на разширяване на Вселената нямат смисъл?

Според авторите на статията най-простото обяснение е, че нашата галактика е в област с ниска плътност на Вселената – което означава, че по-голямата част от пространството, което можем ясно да видим през телескопи, е част от гигантски балон. И тази аномалия, пишат изследователите, вероятно ще попречи на измерванията на константата на Хъбъл - константата, използвана за описване на разширяването на Вселената.

Как се е развила Вселената?

Опитайте се да си представите как би изглеждал балонът в мащаба на Вселената. Това е доста трудно, тъй като по-голямата част от пространството е пространство, с шепа галактики и звезди, разпръснати в празнотата. Но точно както регионите в наблюдаемата Вселена, където материята е гъсто групирана или, напротив, е разположена далеч една от друга, звездите и галактиките се събират заедно с различна плътност в различни части на космоса.

Фоново лъчение (или космическо микровълново фоново излъчване) – това термично излъчване, което се е образувало в ранната Вселена и я запълва равномерно – позволява на учените да определят с почти перфектна точност равномерната температура на Вселената около нас. Днес знаем, че тази температура е 2.7K (Келвин е температурна скала, където 0 градуса е абсолютна нула). Въпреки това, според Space.com, при по-внимателна проверка можете да видите малки колебания в тази температура. Моделите за това как Вселената се е развила с течение на времето предполагат, че тези малки несъответствия в крайна сметка ще породят повече или по-малко плътни области на пространството. И тези видове региони с ниска плътност биха били повече от достатъчни, за да изкривят измерванията на константата на Хъбъл по начина, по който се случва в момента.

Абсолютната нула е термин, който означава пълно спиране на движението на молекулите. Абсолютна нулева температура не може да се достигне. През 1995 г. Ерик Корнел и Карл Виман се опитват да направят това, но когато атомите на рубидий са охладени, не успяват. Ето защо единицата за промяна на температурата в Келвин няма отрицателни стойности.

Как се измерва константата на Хъбъл?

Днес има два основни начина за измерване на константата на Хъбъл. Единият се основава на изключително точни измервания на CMB, който изглежда е еднакъв в цялата ни вселена, тъй като се е образувал малко след Големия взрив. Друг начин се основава на свръхнови и пулсиращи променливи звезди в близките галактики, известни като цефеиди. Припомнете си, че цефеидите и свръхновите имат свойства, които позволяват точно да се определи колко далеч са от Земята и с каква скорост се отдалечават от нас. Астрономите са ги използвали, за да изградят „стълба за разстояние“до различни забележителности в наблюдаваната вселена. Същата „стълба“е използвана от учените, за да изведат константата на Хъбъл. Но тъй като измерванията на цефеидите и CMB станаха по-точни през последното десетилетие, стана ясно, че данните не се сближават. А наличието на различни отговори обикновено означава, че има нещо, което не знаем.

Така че всъщност става дума не само за разбиране на текущата скорост на разширяване на Вселената, но и за разбиране как Вселената се е развила и разширявала и какво се е случвало с пространство-времето през цялото това време.

Галактики в балон

Някои физици смятат, че има някаква "нова физика", която определя дисбаланса - нещо във Вселената, което не разбираме и това е причината за неочакваното поведение на космическите обекти. Според автора на изследването Лукас Ломбрайзър, нова физика би била много вълнуващо решение на константата на Хъбъл, но обикновено предполага по-сложен модел, който изисква ясни доказателства и трябва да бъде подкрепен от независими измервания. Други учени смятат, че проблемът се крие в нашите изчисления.

Решението, предложено в нова статия, която ще бъде публикувана във Physics Letters B през април 2020 г., е да се предположи, че цялата ни галактика, както и няколко хиляди близки галактики, се намират в балон, където има малко материя - звезди, газообразни и прахови облаци. Според автора на изследването балон с диаметър 250 милиона светлинни години, съдържащ около половината от плътността на останалата Вселена, би могъл да съгласува различни цифри за скоростта на разширяване на Вселената.