Nākamreiz, kad ēdat ogu smalkmaizīti, padomājiet par to, kas notika ar mellenēm mīklā, kad cepās saldums. Mellenes gulēja vienā vietā, bet, bulciņai paplašinoties, ogas sāka attālināties viena no otras. Ja jūs varētu stāvēt uz vienas ogas, jūs redzētu, ka visi citi attālinās no jums, bet tas pats notiks ar visām citām jūsu izvēlētajām ogām. Šajā ziņā galaktikas ir kā ogas cupcake.
Kopš Lielā sprādziena Visums ir nerimstoši paplašinājies. Dīvains ir tas, ka nav vienas vietas, no kuras Visums izplešas - drīzāk visas galaktikas (vidēji) attālinās no citām. No mūsu Piena ceļa galaktikas skatu punkta šķitīs, ka lielākā daļa galaktiku attālinās no mums - it kā mēs būtu mūsu bulciņām līdzīgā Visuma centrs. Bet skatieties no jebkuras citas galaktikas, un skats būs tieši tāds pats.
Lai jūs vēl vairāk sajauktu, jaunie pētījumi liecina, ka Visuma paplašināšanās ātrums var būt atšķirīgs atkarībā no tā, cik tālu jūs skatāties laikā. Jaunie dati, kas publicēti Astrophysical Journal, norāda, ka ir pienācis laiks pārdomāt mūsu izpratni par kosmosu.
Habla noslēpums
Kosmologi Visuma paplašināšanos raksturo ar vienkāršu likumu - Habla likumu (nosaukts pēc Edvina Habla). Habla likums ir novērojums, ka attālākas galaktikas ātrāk attālinās. Tas nozīmē, ka tuvumā esošās galaktikas pārvietojas salīdzinoši lēni.
Saistību starp ātrumu un attālumu līdz galaktikai nosaka "Habla konstante" - 70 km / s / Mpc. Tas nozīmē, ka galaktika katru miljonu gaismas gadu attālumā no mums virzās apmēram 90 000 km stundā.
Šī Visuma paplašināšanās, tuvējām galaktikām attālinoties lēnāk nekā attālās galaktikas, ir sagaidāma no vienmērīgi paplašinošās telpas ar tumšo enerģiju (neredzamu spēku, kas paātrina Visuma paplašināšanos) un ar tumšo vielu (nezināmu un neredzamu matērijas formu, kas ir piecas reizes lielāka nekā parasti). To pašu var novērot smalkmaizītei ar ogām.
Reklāmas video:
Habla konstantes mērīšanas vēsture ir pilna ar grūtībām un negaidītām atklāsmēm. Pats Habls 1929. gadā uzskatīja, ka tā vērtībai vajadzētu būt apmēram 600 000 km stundā uz miljonu gaismas gadu - apmēram desmit reizes vairāk, nekā šobrīd mēra. Mēģinājumi precīzi izmērīt Habla konstanti gadu gaitā ir noveduši pie netīšas tumšās enerģijas atklāšanas. Informācijas atrašana par šo noslēpumaino enerģijas veidu, kas veido 70% enerģijas no Visuma, iedvesmoja pasaulē labākā kosmosa teleskopa (līdz šim), kas nosaukts Habla vārdā, palaišanu.
Nozveja ir tāda, ka divu visprecīzāko mērījumu rezultāti nesakrīt un nav savstarpēji saistīti. Kad kosmoloģiskie mērījumi kļuva tik precīzi, ka tie parādīja Habla konstantes vērtību, kļuva skaidrs, ka tam nebija jēgas. Viena vietā mums ir divi pretrunīgi rezultāti.
No vienas puses, mums ir jauni precīzi kosmiskā mikroviļņu fona - Lielā sprādziena pēcspīduma - mērījumi, kurus veica Planck misija un kuri Habla konstante mērīja 67,4 km / s / Mpc.
No otras puses, mums ir jauni neticami precīzi pulsējošu zvaigžņu mērījumi tuvējās galaktikās, kas mēra Habla konstanci kā 73,4 km / s / Mpc. Viņi ar laiku ir tuvāk mums.
Abi šie mērījumi apgalvo, ka ir pareizi un ļoti precīzi. Atšķirība starp mērījumiem ir aptuveni 500 km stundā uz miljonu gaismas gadu, tāpēc kosmologi to sauc par “spriedzi” starp divām dimensijām - viņi sava veida izstiepj statistiku dažādos virzienos, un tai kaut kur jāsabrūk.
Jauna fizika?
Kā tas sabruks? Pagaidām neviens nezina. Varbūt mūsu kosmoloģiskais modelis ir nepareizs. Var redzēt, ka Visums paplašinās ātrāk tuvāk mums, nekā mēs varētu gaidīt, sākot no attālākām dimensijām. Kosmiskā mikroviļņu fona mērījumi nemēra lokālo izplešanos, bet gan veic to caur modeli - mūsu kosmoloģisko modeli. Viņai ir bijusi ļoti veiksmīga prognoze un aprakstīšana daudziem no Visumā novērojamajiem datiem.
Tāpēc, kaut arī šis modelis var būt nepareizs, neviens nav nācis klajā ar vienkāršu pārliecinošu modeli, kas var izskaidrot gan šo, gan visu, ko mēs novērojam. Piemēram, mēs varētu mēģināt izskaidrot to ar jaunu gravitācijas teoriju, bet tad citi novērojumi neatbilst. Vai arī to varētu izskaidrot ar jaunu tumšās matērijas vai tumšās enerģijas teoriju, bet tad citi novērojumi nedarbosies - un tā tālāk. Tāpēc, ja šī "spriedze" ir saistīta ar jauno fiziku, tai jābūt sarežģītai un nezināmai.
Ne tik interesants skaidrojums būtu “nezināmie nezināmie” datos, ko izraisa sistemātiska ietekme, un rūpīgāka analīze kādu dienu atklās smalku efektu, kas ir nokavēts. Vai arī tā varētu būt tikai statistikas kļūda, kas izzudīs, kad tiks savākts vairāk datu.
Pašlaik nav skaidrs, kāda jaunas fizikas, sistemātisku efektu vai jaunu datu kombinācija atrisinās šo spriedzi, bet kaut kas noteikti kļūs skaidrs. Attēls ar Visumu kā paplašinošu kūku var būt nepareizs, un kosmologiem ir izaicinājums nākt klajā ar atšķirīgu attēlu. Ja jauno dimensiju skaidrošanai ir nepieciešama jauna fizika, rezultāts mainīs mūsu izpratni par kosmosu.
Iļja Khel