En kæmpe 'boble', der indeholder vores galakse, kunne forklare, hvorfor Hubble-konstanten er ødelagt

Cepheid variabel stjerne RS hvalpe. (NASA/ESA/Hubble Heritage Team/Hubble-Europe Collaboration/H. Bond)

Der er et problem med den accelererende hastighed af udvidelsen af ​​universet.

Mere specifikt er der et problem med, hvordan vi måler den accelererende hastighed af udvidelsen af ​​universet, kaldet Hubble konstant . Vi har to hovedmetoder til at måle Hubble-konstanten, og uanset hvor mange gange vi anvender dem, giver de altid forskellige resultater.

Dette har fået nogle til at foreslå, at vi har brug for ny fysik for at forklare uoverensstemmelsen. Men den teoretiske fysiker Lucas Lombriser fra universitetet i Genève i Schweiz er kommet med en anden tilgang.



Ifølge Lombriser, hvis Mælkevejsgalaksen flyder i et stort hulrum med lav tæthed i rummet, kan det forklare, hvorfor målingerne ikke stemmer overens. Ved at justere vores ligninger for at tage højde for den tæthedsforskel, kunne vi reducere målegabet betydeligt.

Men før vi kommer ind på det, skal vi kort forklare de to målinger af Hubble-konstanten.

Den første er baseret på kosmisk mikrobølge baggrund (CMB), den svage glød af baggrundsstråling, der gennemsyrer universet, tilbage fra Stort brag . CMB er blevet temmelig omfattende kortlagt af en række undersøgelser, så vi ved, at det har varmere og køligere områder, der svarer til udvidelser og sammentrækninger af stof i det tidlige univers.

Disse kan studeres for at lære om universets ekspansionshistorie. Baseret på disse oplysninger returnerer beregninger af Hubble-konstanten normalt et resultat, der hænger i nærheden af ​​omkring 67,4 kilometer i sekundet pr. megaparsek.

Den anden metode til at ankomme til Hubble-konstanten involverer måling af afstande til objekter med kendt lysstyrke, såsom ekstremt lyse Type Ia supernovaer og Cepheid variable stjerner , en type stjerne, der har et kendt forhold mellem dens lysstyrke og dens periodiske pulseringer.

At kende deres absolutte lysstyrke gør det muligt for astronomer at beregne afstanden til disse objekter, fordi lysstyrken falmer over afstand med en kendt hastighed; derfor refererer vi nogle gange til sådanne objekter som standard stearinlys .

Denne sidste metode returnerer en anden ekspansionshastighed end den, vi får, når vi kigger på den kosmiske mikrobølgebaggrund. Type Ia supernovaer for nylig returnerede et resultat på 72,8 kilometer i sekundet per megaparsek. Ekstragalaktiske Cepheid-variabler i Ia-supernovaværtsgalakser gav et endnu vildere resultat - 74,03 kilometer i sekundet pr. megaparsek.

'Disse to værdier blev ved med at blive mere præcise i mange år, mens de forblev forskellige fra hinanden,' sagde Lombriser .

'Der skulle ikke meget til for at udløse en videnskabelig polemik og endda for at vække det spændende håb om, at vi måske havde at gøre med en 'ny fysik'.'

Men standardlysmodellen har en svaghed. Det ligninger for at beregne rummets udvidelse antage en homogen massefordeling i hele universet. I store skalaer er det nok mere eller mindre sandt – men i mindre skalaer er det måske ikke.

Og det kan påvirke, hvordan rummet omkring os opfører sig. For hvis vores hjemmegalakse er i en boble med lav tæthed, ville tyngdekraften fra skallen med højere tæthed uden for boblen give de galakser, den trækker et lille accelerationsboost – hvilket får dem til at se ud til at bevæge sig hurtigere, end universets udvidelse antyder.

'Hvis vi var i en slags gigantisk 'boble',' sagde Lombriser , 'hvor stoffets tæthed var væsentligt lavere end den kendte tæthed for hele universet, ville det have konsekvenser for supernovaernes afstande og i sidste ende på at bestemme Hubble-konstanten.'

Dette er ikke første gang en sådan dynamik er blevet foreslået. Men hvad Lombriser har gjort, er matematisk at beskrive parametrene for boblen, der ville resultere i den observerede effekt.

Han beregnede, at hvis vi befandt os i en boble af rummet omkring 250 millioner lysår på tværs, med mindre end halvdelen af ​​massetætheden af ​​rummet omkring det, så ville standard stearinlys Hubble Constant beregninger være mere i overensstemmelse med den kosmiske mikrobølgebaggrund Hubble Constant beregninger.

Og vi ved, at sådanne tomrum med lavere tæthed findes, fordi universet er et underligt klumpet sted. Mælkevejen er lige på kanten af ​​den ene . Den er mindst 150 millioner lysår på tværs og måske så stor som 300 millioner lysår.

Men før vi kan annoncere, at mysteriet er blevet løst, skal vi huske på anden nyere forskning har fundet at universets lokale struktur ikke har nogen effekt på standard stearinlysmålingerne af Hubble-konstanten.

Det betyder stadig ikke, at vi har brug for ny fysik. Endnu mere forskning har antydet, at vores forståelsen af ​​Type Ia supernovaer er mangelfuld , og at vi muligvis fejlberegner deres lysstyrke. En anden undersøgelse tyder på, at der kunne have været en anden slags mørk energi det leverede yderligere acceleration i det tidlige univers .

Men Lombriser mener, at hans teori har ben.

'Sandsynligheden for, at der er sådan et udsving på denne skala er én ud af 20 til én ud af fem, hvilket betyder, at det ikke er en teoretikers fantasi,' han sagde .

'Der er mange regioner som vores i det store univers.'

Forskningen er publiceret i Fysik bogstaver B .

Populære Kategorier: Ukategoriseret , Miljø , Tech , Forklarer , Mening , Plads , Natur , Sundhed , Mennesker , Samfund ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.