Galaksi kita berada di dalam gelembung besar di mana terdapat jirim kecil

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Kita mungkin hidup dalam buih. Tetapi ini bukanlah perkara paling aneh yang pernah anda dengar tentang alam semesta kita. Kini, di antara pelbagai teori dan hipotesis, satu lagi telah muncul. Kajian baharu ini merupakan percubaan untuk menyelesaikan salah satu misteri fizik moden yang paling sukar: mengapakah pengukuran kadar pengembangan alam semesta tidak masuk akal?

Menurut pengarang artikel itu, penjelasan paling mudah ialah galaksi kita berada di kawasan berketumpatan rendah Alam Semesta - yang bermaksud bahawa kebanyakan ruang yang dapat kita lihat dengan jelas melalui teleskop adalah sebahagian daripada gelembung gergasi. Dan anomali ini, tulis para penyelidik, berkemungkinan mengganggu pengukuran pemalar Hubble - pemalar yang digunakan untuk menggambarkan pengembangan alam semesta.

Bagaimanakah alam semesta berkembang?

Cuba bayangkan bagaimana rupa gelembung itu pada skala alam semesta. Ini agak sukar, kerana kebanyakan ruang angkasa adalah angkasa, dengan segelintir galaksi dan bintang bertaburan dalam kekosongan. Tetapi sama seperti kawasan di Alam Semesta yang boleh diperhatikan, di mana jirim berkelompok padat atau, sebaliknya, terletak jauh antara satu sama lain, bintang dan galaksi berkumpul bersama-sama dengan ketumpatan yang berbeza di bahagian kosmos yang berbeza.

Sinaran latar belakang (atau sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik) - sinaran terma yang terbentuk di Alam Semesta awal dan mengisinya secara sama rata - membolehkan saintis menentukan dengan ketepatan yang hampir sempurna suhu seragam Alam Semesta di sekeliling kita. Hari ini kita tahu bahawa suhu ini ialah 2.7K (Kelvin ialah skala suhu, di mana 0 darjah adalah sifar mutlak). Bagaimanapun, menurut Space.com, apabila diperiksa lebih dekat, anda boleh melihat turun naik kecil dalam suhu ini. Model bagaimana alam semesta telah berkembang dari semasa ke semasa mencadangkan bahawa ketidakkonsistenan kecil ini akhirnya akan melahirkan kawasan ruang yang lebih padat. Dan jenis kawasan berketumpatan rendah ini lebih daripada cukup untuk memesongkan ukuran pemalar Hubble dalam cara ia berlaku sekarang.

Sifar mutlak ialah istilah yang bermaksud penghentian sepenuhnya pergerakan molekul. Suhu sifar mutlak tidak boleh dicapai. Pada tahun 1995, Eric Cornell dan Carl Wiemann cuba melakukan ini, tetapi apabila atom rubidium disejukkan, mereka tidak berjaya. Itulah sebabnya unit perubahan suhu dalam Kelvin tidak mempunyai nilai negatif.

Bagaimanakah pemalar Hubble diukur?

Hari ini terdapat dua cara utama untuk mengukur pemalar Hubble. Satu adalah berdasarkan ukuran CMB yang sangat tepat, yang nampaknya seragam di seluruh alam semesta kita sejak ia terbentuk sejurus selepas Letupan Besar. Cara lain adalah berdasarkan supernova dan bintang berubah-ubah berdenyut di galaksi berdekatan yang dikenali sebagai Cepheids. Ingatlah bahawa Cepheid dan supernova mempunyai sifat yang memungkinkan untuk menentukan dengan tepat sejauh mana ia dari Bumi dan pada kelajuan mana ia bergerak menjauhi kita. Ahli astronomi telah menggunakannya untuk membina "tangga jarak" ke pelbagai mercu tanda di alam semesta yang boleh diperhatikan. "Tangga" yang sama digunakan oleh saintis untuk memperoleh pemalar Hubble. Tetapi apabila ukuran Cepheids dan CMB telah menjadi lebih tepat sejak sedekad yang lalu, telah menjadi jelas bahawa data tidak menumpu. Dan kehadiran jawapan yang berbeza biasanya bermakna ada sesuatu yang kita tidak tahu.

Jadi, sebenarnya, ia bukan hanya tentang memahami kadar pengembangan Alam Semesta semasa, tetapi juga tentang memahami bagaimana Alam Semesta berkembang dan berkembang dan apa yang berlaku dengan ruang-masa selama ini.

Galaksi dalam gelembung

Sesetengah ahli fizik percaya bahawa terdapat beberapa jenis "fizik baharu" yang menentukan ketidakseimbangan - sesuatu di alam semesta yang tidak kita fahami dan itulah sebabnya kelakuan objek angkasa yang tidak dijangka. Menurut pengarang kajian Lucas Lombrizer, fizik baharu akan menjadi penyelesaian yang sangat menarik kepada pemalar Hubble, tetapi ia biasanya membayangkan model yang lebih kompleks yang memerlukan bukti yang jelas dan mesti disandarkan oleh pengukuran bebas. Para saintis lain percaya masalahnya terletak pada pengiraan kami.

Penyelesaiannya, yang dicadangkan dalam artikel baharu yang akan diterbitkan dalam Physics Letters B pada April 2020, adalah dengan mengandaikan bahawa keseluruhan galaksi kita, serta beberapa ribu galaksi berdekatan, berada dalam gelembung di mana terdapat sedikit jirim - bintang, gas dan debu awan. Menurut pengarang kajian itu, gelembung dengan diameter 250 juta tahun cahaya, mengandungi kira-kira separuh ketumpatan seluruh alam semesta, boleh mendamaikan angka yang berbeza untuk kadar pengembangan alam semesta.