Keď nabudúce zjete muffin z bobúľ, zamyslite sa nad tým, čo sa stalo s čučoriedkami v ceste, keď sa pečila sladkosť. Čučoriedky ležali na jednom mieste, ale ako sa buchta rozširovala, bobule sa začali od seba vzdialiť. Keby ste mohli stáť na jednom bobule, videli by ste, že sa všetci ostatní od vás vzdialia, ale to isté platí pre všetky ostatné bobule, ktoré si vyberiete. V tomto zmysle sú galaxie ako bobule v košíčku.
Od Veľkého tresku sa vesmír vytrvalo rozširuje. Je zvláštne, že neexistuje jediné miesto, z ktorého sa vesmír rozširuje - skôr sa všetky galaxie (v priemere) vzdialia od ostatných. Z nášho pohľadu v galaxii Mliečna dráha sa zdá, že väčšina galaxií sa od nás sťahuje - akoby sme boli centrom nášho vesmírneho vesmíru. Ale pozrite sa z akejkoľvek inej galaxie a pohľad bude úplne rovnaký.
Aby sme vás ďalej pomýlili, nový výskum naznačuje, že miera, v ktorej sa vesmír rozširuje, sa môže líšiť v závislosti od toho, ako ďaleko ste v čase späť. Nové údaje uverejnené v Astrofyzikálnom časopise naznačujú, že je čas prehodnotiť naše chápanie vesmíru.
Hubbleovské tajomstvo
Kozmológovia charakterizujú rozšírenie vesmíru jednoduchým zákonom - Hubbleov zákon (pomenovaný podľa Edwina Hubbla). Hubbleov zákon je pozorovanie, že vzdialenejšie galaxie sa pohybujú rýchlejšie. To znamená, že blízke galaxie sa pohybujú relatívne pomaly.
Vzťah medzi rýchlosťou a vzdialenosťou od galaxie je určený „Hubbleovou konštantou“- 70 km / s / Mpc. To znamená, že galaxia sa pohybuje okolo 90 000 km za hodinu na každý milión svetelných rokov od nás.
Táto expanzia vesmíru s okolitými galaxiami, ktoré sa pohybujú pomalšie ako vzdialené galaxie, sa očakáva z rovnomerne sa rozširujúceho priestoru s temnou energiou (neviditeľnou silou, ktorá urýchľuje expanziu vesmíru) a temnou hmotou (neznáma a neviditeľná forma hmoty, ktorá je päťkrát väčšia ako obvykle). To isté možno pozorovať v muffine s bobuľami.
Propagačné video:
História merania Hubbleovej konštanty je plná ťažkostí a neočakávaných odhalení. V roku 1929 sám Hubble veril, že jeho hodnota by mala byť rádovo 600 000 km za hodinu na milión svetelných rokov - približne desaťkrát viac, ako sa v súčasnosti meria. Pokusy presne zmerať Hubbleovu konštantu v priebehu rokov viedli k neúmyselnému objaveniu temnej energie. Nájdenie informácií o tomto tajomnom druhu energie, ktorá predstavuje 70% energie vo vesmíre, inšpirovalo spustenie najlepšieho vesmírneho teleskopu na svete (doteraz), pomenovaného po Hubbleovi.
Úlovok spočíva v tom, že výsledky dvoch najpresnejších meraní nesúhlasia a navzájom nekorelujú. Keď sa kozmologické merania stali takými presnými, že ukazovali hodnotu Hubbleovej konštanty, ukázalo sa, že to nedáva zmysel. Namiesto jedného máme dva protichodné výsledky.
Na jednej strane máme nové presné merania kozmického mikrovlnného pozadia - dosvit Big Bang - uskutočnené misiou Planck, ktorá merala Hubbleovu konštantu ako 67,4 km / s / Mpc.
Na druhej strane máme nové merania pulzujúcich hviezd v blízkych galaxiách, tiež neuveriteľne presné, ktoré merali Hubbleovu konštantu ako 73,4 km / s / Mpc. Sú k nám v čase bližšie.
Obe tieto merania tvrdia, že sú správne a veľmi presné. Rozdiel medzi meraniami je asi 500 km za hodinu na milión svetelných rokov, takže to kozmológovia nazývajú „napätím“medzi dvoma rozmermi - tak nejako natahujú štatistiku rôznymi smermi a musí sa niekde zrútiť.
Nová fyzika?
Ako sa to zrúti? Momentálne nikto nevie. Možno je náš kozmologický model zlý. Je vidieť, že vesmír sa rozširuje rýchlejšie k nám, ako by sme očakávali, počnúc vzdialenejšími rozmermi. Merania kozmického mikrovlnného pozadia nemeria lokálnu expanziu, ale robia to prostredníctvom modelu - nášho kozmologického modelu. Bola mimoriadne úspešná pri predpovedaní a popisovaní mnohých pozorovateľných údajov vo vesmíre.
Preto, aj keď tento model môže byť nesprávny, nikto neprišiel s jednoduchým presvedčivým modelom, ktorý dokáže vysvetliť toto aj všetko, čo pozorujeme. Napríklad by sme sa to mohli pokúsiť vysvetliť novou teóriou gravitácie, ale iné pozorovania sa potom nehodia. Alebo to možno vysvetliť novou teóriou temnej hmoty alebo temnej energie, ale potom iné pozorovania nebudú fungovať - a tak ďalej. Preto, ak je toto „napätie“spojené s novou fyzikou, musí byť zložité a neznáme.
Menej zaujímavým vysvetlením by boli „neznáme neznáme“v údajoch spôsobených systematickými účinkami a podrobnejšia analýza jedného dňa odhalí jemný efekt, ktorý bol prehliadnutý. Alebo to môže byť iba štatistická analýza, ktorá zmizne, keď sa zhromaždí viac údajov.
V súčasnosti nie je jasné, aká kombinácia novej fyziky, systematických efektov alebo nových údajov tieto napätia vyrieši, ale niečo sa určite vyjasní. Obraz vesmíru ako rozširujúceho sa koláča môže byť nesprávny a kozmológovia sú vyzvaní, aby prišli s iným obrázkom. Ak je potrebná nová fyzika na vysvetlenie nových dimenzií, výsledok zmení naše chápanie vesmíru.
Ilja Khel