Ons sterrestelsel is binne 'n groot borrel waar daar min materie is

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Ons leef dalk in 'n borrel. Maar dit is nouliks die vreemdste ding wat jy van ons heelal gehoor het. Nou, onder die magdom teorieë en hipoteses, het nog een na vore gekom. Die nuwe studie is 'n poging om een van die moeilikste raaisels van moderne fisika op te los: hoekom maak ons metings van die tempo van uitbreiding van die heelal nie sin nie?

Volgens die skrywers van die artikel is die eenvoudigste verduideliking dat ons sterrestelsel in 'n laedigtheidstreek van die Heelal is - wat beteken dat die meeste van die ruimte wat ons duidelik deur teleskope kan sien deel van 'n reuse-borrel is. En hierdie anomalie, skryf die navorsers, sal waarskynlik inmeng met metings van die Hubble-konstante – die konstante wat gebruik word om die uitbreiding van die heelal te beskryf.

Hoe het die heelal ontwikkel?

Probeer jou voorstel hoe die borrel op die skaal van die heelal sal lyk. Dit is nogal moeilik, aangesien die meeste van die ruimte ruimte is, met 'n handvol sterrestelsels en sterre wat in die leemte versprei is. Maar net soos die streke in die waarneembare Heelal, waar materie dig saamgevoeg is of, inteendeel, ver van mekaar geleë is, versamel sterre en sterrestelsels saam met verskillende digthede in verskillende dele van die kosmos.

Agtergrondstraling (of kosmiese mikrogolfagtergrondstraling) - hierdie termiese straling wat in die vroeë Heelal gevorm is en dit eweredig vul - laat wetenskaplikes toe om met byna perfekte akkuraatheid die eenvormige temperatuur van die Heelal om ons te bepaal. Vandag weet ons dat hierdie temperatuur 2.7K is (Kelvin is 'n temperatuurskaal, waar 0 grade absolute nul is). Volgens Space.com kan jy egter by nadere ondersoek klein skommelinge in hierdie temperatuur sien. Modelle van hoe die heelal oor tyd ontwikkel het, dui daarop dat hierdie klein teenstrydighede uiteindelik min of meer digte streke van die ruimte sou voortbring. En hierdie soort laedigtheidstreke sal meer as genoeg wees om die metings van die Hubble-konstante te verdraai soos dit nou gebeur.

Absolute nul is 'n term wat die volledige stop van die beweging van molekules beteken. Absolute nul temperature kan nie bereik word nie. In 1995 het Eric Cornell en Carl Wiemann dit probeer doen, maar toe die rubidiumatome afgekoel is, het hulle nie daarin geslaag nie. Dit is hoekom die eenheid van temperatuurverandering in Kelvin nie negatiewe waardes het nie.

Hoe word die Hubble-konstante gemeet?

Vandag is daar twee hoof maniere om die Hubble-konstante te meet. Een is gebaseer op uiters akkurate metings van die CMB, wat lyk asof dit eenvormig regdeur ons heelal is aangesien dit kort na die Oerknal gevorm is. Nog 'n manier is gebaseer op supernovas en pulserende veranderlike sterre in nabygeleë sterrestelsels bekend as Cepheïede. Onthou dat Cepheïede en supernovas eienskappe het wat dit moontlik maak om akkuraat te bepaal hoe ver hulle van die Aarde af is en teen watter spoed hulle van ons af wegbeweeg. Sterrekundiges het dit gebruik om 'n "afstandleer" na verskeie landmerke in die waarneembare heelal te bou. Dieselfde "leer" is deur wetenskaplikes gebruik om die Hubble-konstante af te lei. Maar namate metings van Cepheïede en CMB oor die afgelope dekade meer akkuraat geword het, het dit duidelik geword dat die data nie konvergeer nie. En die teenwoordigheid van verskillende antwoorde beteken gewoonlik dat daar iets is wat ons nie weet nie.

Dit gaan dus nie net om die huidige tempo van uitbreiding van die Heelal te verstaan nie, maar ook om te verstaan hoe die Heelal ontwikkel en uitgebrei het en wat al die tyd met ruimte-tyd gebeur het.

Sterrestelsels in 'n borrel

Sommige fisici glo dat daar een of ander “nuwe fisika” is wat die wanbalans bepaal – iets in die heelal wat ons nie verstaan nie en dit is die rede vir die onverwagte gedrag van ruimte-voorwerpe. Volgens studieskrywer Lucas Lombrizer sal 'n nuwe fisika 'n baie opwindende oplossing vir die Hubble-konstante wees, maar dit impliseer gewoonlik 'n meer komplekse model wat duidelike bewyse vereis en deur onafhanklike metings gerugsteun moet word. Ander wetenskaplikes glo die probleem lê in ons berekeninge.

Die oplossing, voorgestel in 'n nuwe artikel wat in April 2020 in Physics Letters B gepubliseer sal word, is om te aanvaar dat ons hele sterrestelsel, sowel as 'n paar duisend nabygeleë sterrestelsels, in 'n borrel is waar daar min materie is - sterre, gas en stof wolke. Volgens die skrywer van die studie kan 'n borrel met 'n deursnee van 250 miljoen ligjare, wat ongeveer die helfte van die digtheid van die res van die heelal bevat, verskillende syfers vir die uitbreidingstempo van die heelal versoen.