Главная » Hi-Tech » Скорость расширения Вселенной под большим вопросом. Почему физики не справляются?

Скорость расширения Вселенной под большим вопросом. Почему физики не справляются?

Черника лежала в одном месте, но по мере расширения булочки ягоды начали удаляться друг от друга. В следующий раз, когда вы будете кушать кексик с ягодами, подумайте о том, что случилось с черникой в тесте по мере выпекания сладости. В этом смысле галактики похожи на ягоды в кексе. Если бы вы могли встать на одну ягодку, вы бы увидели, как все остальные удаляются от вас, но то же будет справедливо и для любой другой ягоды, которую вы выберете.

Странный факт заключается в том, что нет единственного места, из которого расширяется Вселенная — скорее все галактики (в среднем) удаляются от других. С момента Большого Взрыва Вселенная неустанно расширяется. Но взгляните из любой другой галактики — и вид будет точно таким же. С нашей точки зрения в галактике Млечный Путь будет казаться, что большинство галактик отходит от нас — как будто мы являемся центром нашей булочкоподобной вселенной.

Новые данные, опубликованные в Astrophysical Journal, указывают на то, что настало время пересмотреть наше понимание космоса. Чтобы еще больше запутать вас, новые исследования показывают, что скорость расширения Вселенной может быть разной в зависимости от того, насколько далеко назад во времени вы заглядываете.

Загадка Хаббла

Закон Хаббла — это наблюдение того, что более далекие галактики удаляются быстрее. Космологи характеризуют расширение Вселенной простым законом — законом Хаббла (названным в честь Эдвина Хаббла). Это значит, что близкие галактики двигаются относительно медленно.

Это значит, что галактика уходит на примерно 90 000 км в час на каждый миллион световых лет удаленности от нас. Отношения между скоростью и расстоянием до галактики определяются «постоянной Хаббла» — 70 км/с/Мпк.

Это же можно наблюдать и в кексе с ягодами. Такое расширение Вселенной, когда ближайшие галактики удаляются медленнее отдаленных галактик, ожидается от равномерно расширяющегося космоса с темной энергией (невидимой силой, которая ускоряет расширение Вселенной) и темной материей (неизвестной и невидимой формы вещества, которого в пять раз больше обычного).

В 1929 году сам Хаббл считал, что ее значение должно быть порядка 600 000 км в час на миллион световых лет — примерно в десять раз больше, чем измеряется сейчас. История измерения постоянной Хаббла полна трудностей и неожиданных откровений. Поиск информации об этом загадочном типе энергии, на которую приходится 70% энергии во Вселенной, вдохновил запуск лучшего космического телескопа в мире (на данный момент), названного в честь Хаббла. Попытки точно измерить постоянную Хаббла на протяжении многих лет привели к непреднамеренному открытию темной энергии.

Как только космологические измерения стали настолько точными, что показали значение постоянной Хаббла, стало очевидно, что это не имеет смысла. Загвоздка в том, что результаты двух самых точных измерений не согласуются и не соотносятся между собой. Вместо одного у нас есть два противоречивых результата.

С одной стороны, у нас есть новые точные измерения космического микроволнового фона – послесвечения Большого Взрыва – проделанные миссией «Планка», который измерил постоянную Хаббла как 67,4 км/c/Мпк.

Они ближе к нам во времени. С другой стороны, у нас есть новые измерения пульсирующих звезд в ближайших галактиках, также невероятно точные, которые измерили постоянную Хабла как 73,4 км/c/Мпк.

Расхождение измерений составляет порядка 500 км в час на миллион световых лет, поэтому космологи называют его «напряжением» между двумя измерениями – они как бы растягивают статистику в разные стороны, и она должна где-то схлопнуться. Оба этих измерения заявляют свой результат как корректный и очень точный.

Новая физика?

На данный момент никто не знает. Как же она схлопнется? Видно, что вселенная расширяется быстрее ближе к нам, чем мы могли бы ожидать, отталкиваясь от более далеких измерений. Возможно, наша космологическая модель ошибочна. Она была чрезвычайно успешной в прогнозировании и описании многих наблюдаемых данных во Вселенной. Измерения космического микроволнового фона не измеряют локальное расширение, а делают это через модель – нашу космологическую модель.

К примеру, мы могли бы попытаться объяснить это новой теорией гравитации, но тогда другие наблюдения не подходят. Поэтому, хотя эта модель может быть неправильной, никто не придумал простую убедительную модель, способную объяснить одновременно и это, и все, что мы наблюдаем. Поэтому, если это «напряжение» связано с новой физикой, она должна быть сложной и неизвестной. Или можно было бы объяснить это новой теорией темной материи или темной энергии, но тогда другие наблюдения не подойдут – и так далее.

Или это может быть просто статистическая случайность, которая исчезнет, когда будет собрано больше данных. Менее интересным объяснением будут «неизвестные неизвестные» в данных, вызванные систематическими эффектами, и более тщательный анализ однажды выявит тонкий эффект, который был упущен.

Картина вселенной как расширяющегося кекса может быть неверной, и перед космологами стоит сложная задача подобрать другую картину. В настоящее время неясно, какое сочетание новой физики, систематических эффектов или новых данных разрешит эту напряженность, но что-то обязательно прояснится. Если для объяснения новых измерений потребуется новая физика, тогда результат изменит наше представление о космосе.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Именно таким должен быть хороший бюджетный смартфон

Один из смартфонов, который соответствует всем этим критериям, является ASUS ZenFone Max Pro M1, и это, пожалуй, один из лучших мобильных телефонов, представленных в младшем ценовом сегменте. При выборе смартфона покупатели уже давно не руководствуются только ценой — даже если ...

Пять необычных фактов о черных дырах, которые «увидела» обсерватория LIGO

Подобно миллиардам подобных волн, которые проходили через Землю на протяжении ее истории, эта была порождена закручиванием, слиянием и столкновением двух массивных сверхдалеких объектов далеко за пределами нашей галактики. 14 сентября 2015 года, всего через несколько дней после первого включения LIGO, ...