Data viitoare când mănânci o brioșă de fructe de pădure, gândește-te la ce s-a întâmplat cu afinele din aluat, când dulceața se coace. Afinele se întindeau într-un loc, dar pe măsură ce chifla se extindea, fructele de pădure au început să se îndepărteze unul de celălalt. Dacă ai putea sta pe o boabă, ai vedea pe toți ceilalți să se îndepărteze de tine, dar același lucru va fi valabil și în cazul oricărei alte boabe pe care o alegi. În acest sens, galaxiile sunt ca fructele de pădure într-un cupcake.
De la Big Bang, universul s-a extins fără încetare. Ciudatul fapt este că nu există un singur loc din care universul se extinde - mai degrabă, toate galaxiile se îndepărtează (în medie) de alte persoane. Din punctul nostru de vedere din galaxia Calea Lactee, va apărea că majoritatea galaxiilor se îndepărtează de noi - ca și cum am fi centrul universului nostru asemănător. Dar priviți din orice altă galaxie, iar vederea va fi exact aceeași.
Pentru a vă confunda în continuare, noile cercetări sugerează că ritmul cu care universul se extinde poate fi diferit în funcție de distanța în timp în care arătați. Noile date, publicate în Jurnalul Astrofizic, indică faptul că este timpul să ne regândim înțelegerea spațiului.
Misterul Hubble
Cosmologii caracterizează expansiunea universului printr-o lege simplă - legea Hubble (numită după Edwin Hubble). Legea lui Hubble este observația că galaxiile mai îndepărtate se îndepărtează mai repede. Aceasta înseamnă că galaxiile din apropiere se mișcă relativ lent.
Relația dintre viteză și distanță față de galaxie este determinată de „constanta Hubble” - 70 km / s / Mpc. Aceasta înseamnă că galaxia se deplasează cu aproximativ 90.000 de km pe oră pentru fiecare milion de ani lumină de noi.
Această expansiune a universului, cu galaxiile din apropiere care se îndepărtează mai încet decât galaxiile îndepărtate, este de așteptat de la un spațiu în expansiune uniformă cu energie întunecată (o forță invizibilă care accelerează expansiunea universului) și materie întunecată (o formă necunoscută și invizibilă a materiei, care este de cinci ori mai mare decât de obicei). La fel se poate observa și la o brioșă cu fructe de pădure.
Video promotional:
Istoria măsurării constantei Hubble este plină de dificultăți și revelații neașteptate. În 1929, Hubble însuși credea că valoarea sa ar trebui să fie de ordinul a 600.000 km pe oră pe milion de ani-lumină - de aproximativ zece ori mai mult decât se măsoară în prezent. Încercările de a măsura cu acuratețe constanta Hubble de-a lungul anilor au dus la descoperirea inadvertentă a energiei întunecate. Găsirea informațiilor despre acest tip misterios de energie, care reprezintă 70% din energia din univers, a inspirat lansarea celui mai bun telescop spațial din lume (până în prezent), numit după Hubble.
Captura este că rezultatele celor două măsurători cele mai precise nu sunt de acord și nu se corelează între ele. Odată ce măsurările cosmologice au devenit atât de precise încât au arătat valoarea constantei Hubble, a devenit evident că acest lucru nu avea sens. În loc de unul, avem două rezultate conflictuale.
Pe de o parte, avem noi măsurători precise ale fundalului cosmic cu microunde - ulterior Big Bang - efectuat de misiunea Planck, care a măsurat constanta Hubble la 67,4 km / s / Mpc.
Pe de altă parte, avem noi măsurători de stele pulsatoare în galaxiile din apropiere, de asemenea incredibil de precise, care au măsurat constanta Hubble ca 73,4 km / s / Mpc. Ele sunt mai aproape de noi în timp.
Ambele măsurători susțin că sunt corecte și foarte precise. Diferența dintre măsurători este de aproximativ 500 km pe oră la un milion de ani-lumină, astfel încât cosmologii o numesc „tensiune” între două dimensiuni - ele sortează întinderea statisticilor în direcții diferite și trebuie să se prăbușească undeva.
Noua fizică?
Cum se va prăbuși? Nimeni nu știe în acest moment. Poate că modelul nostru cosmologic este greșit. Se poate vedea că universul se extinde mai repede mai aproape de noi decât ne-am fi așteptat, pornind de la dimensiuni mai îndepărtate. Măsurătorile fundalului microundelor cosmice nu măsoară expansiunea locală, ci o fac printr-un model - modelul nostru cosmologic. A avut un mare succes în prezicerea și descrierea multor date observabile din univers.
Prin urmare, deși acest model poate greși, nimeni nu a venit cu un model simplu convingător, care poate explica atât acest lucru, cât și tot ceea ce observăm. De exemplu, am putea încerca să explicăm acest lucru cu o nouă teorie a gravitației, dar apoi alte observații nu se potrivesc. Sau s-ar putea explica prin noua teorie a materiei întunecate sau a energiei întunecate, dar apoi alte observații nu vor funcționa - și așa mai departe. Prin urmare, dacă această „tensiune” este asociată cu fizica nouă, aceasta trebuie să fie complexă și necunoscută.
O explicație mai puțin interesantă ar fi „necunoscutele necunoscute” din datele cauzate de efectele sistematice, iar o analiză mai atentă va dezvălui într-o zi un efect subtil care a fost ratat. Sau poate fi doar o schemă statistică care va dispărea atunci când sunt colectate mai multe date.
În prezent nu se știe ce combinație de fizică nouă, efecte sistematice sau date noi vor rezolva aceste tensiuni, dar ceva va deveni clar. Poza universului ca tort în expansiune poate fi greșită, iar cosmologii sunt provocați să vină cu o imagine diferită. Dacă este nevoie de fizică nouă pentru a explica noile dimensiuni, atunci rezultatul ne va schimba înțelegerea spațiului.
Ilya Khel
