Cik vislielākais pasaules noslēpums ir licis zinātniekiem no visas pasaules.
Kosmologi saskaras ar nopietnu zinātnisku problēmu, kas norāda uz cilvēku zināšanu par Visumu nepilnībām. Sarežģītība attiecas uz tādu šķietami nebūtisku lietu kā Visuma izplešanās ātrums. Fakts ir tāds, ka dažādas metodes norāda dažādas nozīmes - un līdz šim neviens nevar izskaidrot dīvaino neatbilstību.
Kosmiskā noslēpums
Pašlaik standarta kosmoloģiskais modelis "Lambda-CDM" (ΛCDM) visprecīzāk apraksta Visuma attīstību un struktūru. Saskaņā ar šo modeli Visumam ir nemainīga pozitīva kosmoloģiskā konstante (lambda termins), kas izraisa paātrinātu izplešanos. Turklāt ΛCDM izskaidro novēroto CMB (kosmiskās mikroviļņu fona) struktūru, galaktiku izplatību Visumā, ūdeņraža un citu gaismas atomu pārpilnību un pašu vakuuma izplešanās ātrumu. Tomēr nopietna atšķirība paplašināšanās tempā var norādīt uz radikālu modeļa izmaiņu nepieciešamību.
Teorētiskais fiziķis Vivians Poulins no Francijas Nacionālā zinātniskās izpētes centra un Monpeljē Universitātes un daļiņu laboratorijas apgalvo, ka tas nozīmē sekojošo: jaunajā Visumā ir noticis kaut kas svarīgs, par ko mēs vēl nezinām. Varbūt tā bija parādība, kas saistīta ar nezināmu tumšās enerģijas veidu vai jauna veida subatomiskām daļiņām. Ja modelis to ņem vērā, neatbilstība izzudīs.
Uz krīzes robežas
Reklāmas video:
Viens no veidiem, kā noteikt Visuma izplešanās ātrumu, ir izpētīt mikroviļņu fonu - relikta starojumu, kas parādījās 380 tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena. Λ CDM var izmantot Habla konstantes iegūšanai, izmērot lielas svārstības CMB. Izrādījās, ka tas ir vienāds ar 67,4 kilometriem sekundē katram megaparsekam vai apmēram trim miljoniem gaismas gadu (ar tādu ātrumu objekti, kas atrodas noteiktā attālumā, ir novirzījušies viens no otra). Šajā gadījumā kļūda ir tikai 0,5 kilometri sekundē uz megaparseku.
Ja mēs iegūstam aptuveni tādu pašu vērtību, izmantojot citu metodi, tad tas apstiprinās standarta kosmoloģiskā modeļa derīgumu. Zinātnieki izmērīja parasto sveču šķietamo spilgtumu - priekšmetus, kuru spožums vienmēr ir zināms. Šādi objekti, piemēram, ir Ia tipa supernovas - balti punduri, kas vairs nespēj absorbēt vielas no lielām pavadoņu zvaigznēm un eksplodēt. Izmantojot parasto sveču šķietamo spilgtumu, jūs varat noteikt attālumu līdz tām. Paralēli jūs varat izmērīt supernovu sarkano nobīdi, tas ir, gaismas viļņu garuma nobīdi uz spektra sarkano reģionu. Jo lielāks ir sarkanais nobīde, jo lielāks ir objekta noņemšanas ātrums no novērotāja.
Tādējādi kļūst iespējams noteikt Visuma izplešanās ātrumu, kas šajā gadījumā izrādās vienāds ar 74 kilometriem sekundē katram megaparsekam. Tas neatbilst vērtībām, kas iegūtas no ΛCDM. Tomēr maz ticams, ka mērījumu kļūda var izskaidrot neatbilstību.
Saskaņā ar Deivida Grosa teikto Kavli Teorētiskās fizikas institūtā Kalifornijas Universitātē Santa Barbarā daļiņu fizikā šāda neatbilstība netiktu saukta par problēmu, bet gan par krīzi. Tomēr vairāki zinātnieki nepiekrita šim novērtējumam. Situāciju sarežģīja cita metode, kas arī balstās uz agrīnā Visuma izpēti, proti, baryonic akustiskās svārstības - svārstības redzamās vielas blīvumā, kas piepilda agrīno Visumu. Šīs vibrācijas izraisa plazmas akustiskie viļņi, un tām vienmēr ir zināmi izmēri, padarot tās līdzīgas standarta svecēm. Apvienojumā ar citiem mērījumiem tie dod Habla konstanci, kas atbilst ΛCDM.
Jauns modelis
Pastāv iespēja, ka zinātnieki pieļāva kļūdu, izmantojot Ia tipa supernovas. Lai noteiktu attālumu līdz tālu objektam, jums jāveido attāluma kāpnes.
Šīs kāpnes pirmais solis ir kefīdi - mainīgas zvaigznes ar precīzu perioda un gaismas attiecību. Izmantojot kefīdus, jūs varat noteikt attālumu līdz tuvākajai Ia tipa supernovām. Vienā no pētījumiem kefeīdu vietā tika izmantoti sarkanie milži, kuri noteiktā dzīves posmā sasniedz maksimālo spilgtumu - tas ir vienāds visiem sarkanajiem milžiem.
Rezultātā Habla konstante izrādījās vienāda ar 69,8 kilometriem sekundē uz megaparseku. Krīzes nav, saka Vendija Brīvmane no Čikāgas universitātes, viena no darba autorēm.
Bet arī šis apgalvojums tika apšaubīts. H0LiCOW sadarbībā tika izmērīta Habla konstante, izmantojot gravitācijas objektīvu - efektu, kas rodas, kad masīvs ķermenis noliec starus, kas nāk no tāla objekta, kas atrodas aiz tā. Pēdējie varētu būt kvazāri - aktīvo galaktiku kodoli, ko baro supermasīvs melnais caurums. Gravitācijas lēcu dēļ vienlaikus var parādīties vairāki viena kvazāra attēli. Izmērot šo attēlu mirgošanu, zinātnieki ir ieguvuši atjauninātu Habla konstanci 73,3 kilometri sekundē uz megaparseku. Tajā pašā laikā zinātnieki līdz pēdējam nezināja iespējamo rezultātu, kas izslēdz krāpšanās iespēju.
Habla konstantes mērīšanas rezultāts no dabiskajiem maserajiem, kas izveidojās, kad gāze griežas ap melno caurumu, bija 74 kilometri sekundē uz megaparseku. Citas metodes deva 76,5 un 73,6 kilometrus sekundē uz megaparseku. Problēmas rodas arī, mērot matērijas sadalījumu Visumā, jo gravitācijas lēca dod atšķirīgu vērtību, salīdzinot ar mikroviļņu fona mērījumiem.
Ja izrādās, ka neatbilstība nav radusies mērījumu kļūdu dēļ, būs nepieciešama jauna teorija, lai izskaidrotu visus pašlaik pieejamos datus. Viens no iespējamiem risinājumiem ir mainīt tumšās enerģijas daudzumu, izraisot Visuma strauju paplašināšanos. Lai arī vairums zinātnieku atbalsta to, ka neatjaunina fizika, problēma joprojām nav atrisināta.
PS
Bet par to, ko mēs redzam * (ar teleskopu un instrumentu palīdzību) ilgi nodzisušo zvaigžņu gaisma nav aktuāla, bet kāpēc?
Galu galā zvaigznes zvaigznītes gaisma, kas nonāk pie mums laikā - jūs varat rēķināties.. (aprēķināt) nevis precīzi, bet aptuveni. Tas ir, tas, ko mēs jau šodien redzam šķietami spožas zvaigznes vietā, var vienkārši būt tukša vieta. Zvaigznes vairs nav un mēs vērojam tās gaismu.
Noskatieties šo video materiālu, lai saprastu vispārējos attālumus:
Pēc šo video skatīšanās jūs sēdējat un domājat, bet kas mēs esam, kas mēs esam?
Mēs domājam
Mēs ticam, ka …
Mēs saprotam
Eh..
Autors: Slavik Yablochny