Naša galaksija je unutar ogromnog mjehura u kojem je malo materije

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Možda živimo u balonu. Ali ovo nije nešto najčudnije što ste čuli o našem svemiru. Sada, među bezbroj teorija i hipoteza, pojavila se još jedna. Nova studija je pokušaj rješavanja jedne od najtežih misterija moderne fizike: zašto naša mjerenja brzine širenja svemira nemaju smisla?

Prema autorima članka, najjednostavnije objašnjenje je da se naša galaksija nalazi u regiji s niskom gustoćom Svemira – što znači da je većina prostora koji možemo jasno vidjeti kroz teleskope dio divovskog mjehura. A ova anomalija, pišu istraživači, vjerojatno će ometati mjerenja Hubble konstante - konstante koja se koristi za opisivanje širenja svemira.

Kako se svemir razvio?

Pokušajte zamisliti kako bi mjehur izgledao na ljestvici svemira. To je prilično teško, budući da je većina svemira svemir, s šačicom galaksija i zvijezda razbacanih u praznini. Ali baš kao i regije u vidljivom Svemiru, gdje je materija gusto skupljena ili, naprotiv, smještena daleko jedna od druge, zvijezde i galaksije se okupljaju s različitim gustoćama u različitim dijelovima kozmosa.

Pozadinsko zračenje (ili kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje) - ovo toplinsko zračenje koje je nastalo u ranom Svemiru i ravnomjerno ga ispunjava - omogućuje znanstvenicima da gotovo savršenom točnošću odrede jednoličnu temperaturu Svemira oko nas. Danas znamo da je ta temperatura 2,7K (Kelvin je temperaturna ljestvica, gdje je 0 stupnjeva apsolutna nula). Međutim, prema Space.com, pažljivijim pregledom možete vidjeti male fluktuacije ove temperature. Modeli kako se svemir razvijao tijekom vremena sugeriraju da bi te male nedosljednosti na kraju proizvele više ili manje gusta područja svemira. A ove vrste područja niske gustoće bile bi više nego dovoljne da iskrive mjerenja Hubble konstante na način na koji se to događa upravo sada.

Apsolutna nula je pojam koji označava potpuno zaustavljanje kretanja molekula. Ne može se postići apsolutna nulta temperatura. 1995. godine Eric Cornell i Carl Wiemann su to pokušali učiniti, ali kada su atomi rubidija ohlađeni, nisu uspjeli. Zato jedinica promjene temperature u Kelvinima nema negativne vrijednosti.

Kako se mjeri Hubbleova konstanta?

Danas postoje dva glavna načina mjerenja Hubble konstante. Jedan se temelji na iznimno točnim mjerenjima CMB-a, koji je, čini se, ujednačen u cijelom našem svemiru budući da je formiran ubrzo nakon Velikog praska. Drugi se način temelji na supernovama i pulsirajućim promjenjivim zvijezdama u obližnjim galaksijama poznatim kao Cefeide. Podsjetimo da cefeide i supernove imaju svojstva koja omogućuju precizno određivanje koliko su udaljeni od Zemlje i kojom se brzinom udaljuju od nas. Astronomi su ih koristili za izgradnju "ljestve udaljenosti" do raznih znamenitosti u svemiru koji se može promatrati. Istu "ljestvicu" znanstvenici su koristili za izvođenje Hubbleove konstante. Ali kako su mjerenja cefeida i CMB-a postala točnija tijekom proteklog desetljeća, postalo je jasno da se podaci ne konvergiraju. A prisutnost različitih odgovora obično znači da postoji nešto što ne znamo.

Dakle, zapravo se ne radi samo o razumijevanju trenutne brzine širenja Svemira, već i o razumijevanju kako se Svemir razvijao i širio te što se sve to vrijeme događalo s prostor-vreme.

Galaksije u mjehuriću

Neki fizičari smatraju da postoji neka vrsta “nove fizike” koja određuje neravnotežu – nešto u svemiru što mi ne razumijemo i to je razlog neočekivanog ponašanja svemirskih objekata. Prema autoru studije Lucasu Lombrizeru, nova fizika bi bila vrlo uzbudljivo rješenje za Hubbleovu konstantu, ali obično podrazumijeva složeniji model koji zahtijeva jasne dokaze i mora biti potkrijepljen neovisnim mjerenjima. Drugi znanstvenici vjeruju da problem leži u našim izračunima.

Rješenje, predloženo u novom članku koji će biti objavljen u Physics Letters B u travnju 2020., je pretpostaviti da se cijela naša galaksija, kao i nekoliko tisuća obližnjih galaksija, nalaze u mjehuru u kojem ima malo tvari - zvijezda, plinova i prašine oblaci. Prema autoru studije, mjehurić promjera 250 milijuna svjetlosnih godina, koji sadrži otprilike polovicu gustoće ostatka svemira, mogao bi pomiriti različite brojke za brzinu širenja svemira.