Sljedeći put kad pojedete bobice za muffine, razmislite o tome što se dogodilo s borovnicama u tijestu dok se slatkoća pekla. Borovnice su ležale na jednom mjestu, ali kako se lepinja širila, bobice su se počele odmaknuti jedna od druge. Ako biste mogli stajati na jednoj bobici, vidjeli biste da se svi ostali odmaknu od vas, ali isto će biti slučaj i s bilo kojom drugom bobicom koju odaberete. U tom smislu, galaksije su poput bobica u cupcake-u.
Od Velikog praska svemir se neumoljivo širi. Čudna činjenica je da ne postoji niti jedno mjesto s kojeg se svemir širi - već se sve galaksije (u prosjeku) udaljavaju od drugih. Iz naše ishodišne točke, u galaksiji Mliječni put, čini se da se većina galaksija udaljava od nas - kao da smo središte našeg svemira poput bune. Ali pogledajte bilo koju drugu galaksiju i pogled će biti potpuno isti.
Kako bi vas dodatno zbunio, nova istraživanja sugeriraju da brzina kojom se svemir širi može biti različita ovisno o tome koliko ste udaljeni u vremenu koje gledate. Novi podaci, objavljeni u Astrofizičkom časopisu, ukazuju na to da je vrijeme za promišljanje našeg razumijevanja prostora.
Hubble misterija
Kozmolozi karakteriziraju širenje svemira jednostavnim zakonom - Hubbleovim zakonom (nazvanim po Edwinu Hubbleu). Hubbleov zakon je promatranje kako se udaljenije galaksije brže odmiču. To znači da se obližnje galaksije pomiču relativno sporo.
Odnos između brzine i udaljenosti do galaksije određuje se "Hubble konstantom" - 70 km / s / Mpc. To znači da se galaksija kreće oko 90 000 km na sat za svakih milijun svjetlosnih godina udaljenih od nas.
Ovo širenje svemira, pri čemu se obližnje galaksije odmiču sporije od udaljenih galaksija, očekuje se od jednoliko šireg prostora s tamnom energijom (nevidljivom silom koja ubrzava širenje svemira) i tamnom materijom (nepoznati i nevidljivi oblik materije, koji je pet puta veći nego inače). Isto se može primijetiti u muffinu s bobicama.
Promotivni video:
Povijest mjerenja Hubble konstante puna je poteškoća i neočekivanih otkrića. Hubble je 1929. vjerovao da bi njegova vrijednost trebala biti oko 600 000 km na sat na milijun svjetlosnih godina - oko deset puta više nego što se trenutno mjeri. Pokušaji preciznog mjerenja Hubble konstante tijekom godina doveli su do nenamjernog otkrivanja tamne energije. Pronalaženje informacija o ovoj tajanstvenoj vrsti energije, koja čini 70% energije u svemiru, potaknulo je pokretanje najboljeg svemirskog teleskopa (do danas), nazvanog po Hubbleu.
Ulov je da se rezultati dvaju najtačnijih mjerenja ne slažu i ne koreliraju jedno s drugim. Jednom kada su kozmološka mjerenja postala toliko točna da su pokazala vrijednost Hubble konstante, postalo je očito da to nema smisla. Umjesto jednog, imamo dva sukobljena rezultata.
S jedne strane imamo nova precizna mjerenja kozmičke mikrovalne pozadine - svjetlosnog praska nakon velikog svjetla - izvršena misijom Planck, koja je mjerila Hubbleovu konstantu kao 67,4 km / s / Mpc.
S druge strane, imamo nova mjerenja pulsirajućih zvijezda u obližnjim galaksijama, također nevjerojatno precizna, koja su mjerila Hubbleovu konstantu kao 73,4 km / s / Mpc. Oni su nam vremenski bliži.
Oba ova mjerenja tvrde da su točna i vrlo točna. Nesklad između mjerenja iznosi oko 500 km na sat na milijun svjetlosnih godina, pa ga kozmolozi nazivaju „napetošću“između dvije dimenzije - oni nekako produžuju statistiku u različitim smjerovima i negdje se mora kolabirati.
Nova fizika?
Kako će propasti? Trenutno to nitko ne zna. Možda je naš kozmološki model pogrešan. Može se vidjeti da se svemir širi brže prema nama nego što bismo očekivali, polazeći od udaljenijih dimenzija. Mjerenja kozmičke mikrovalne pozadine ne mjere lokalnu ekspanziju, već to čine pomoću modela - našeg kozmološkog modela. Izuzetno je uspješna u predviđanju i opisivanju mnogih podataka koji se mogu promatrati u svemiru.
Stoga, iako je ovaj model možda pogrešan, nitko nije smislio jednostavan uvjerljiv model koji može objasniti i ovo i sve što promatramo. Na primjer, to bismo mogli pokušati objasniti novom teorijom gravitacije, ali tada druga opažanja ne odgovaraju. Ili bi se to moglo objasniti novom teorijom tamne materije ili tamne energije, ali tada druga zapažanja neće uspjeti - i tako dalje. Stoga, ako je ta "napetost" povezana s novom fizikom, ona mora biti složena i nepoznata.
Manje zanimljivo objašnjenje bile bi „nepoznate nepoznanice“u podacima uzrokovanim sustavnim učincima, a pomnija analiza jednog dana će otkriti suptilan učinak koji je promašen. Ili je to možda samo statistička pahulja koja će nestati kada se prikupi više podataka.
Trenutno nije jasno koja će kombinacija nove fizike, sustavnih učinaka ili novih podataka razriješiti ove napetosti, ali nešto će zasigurno postati jasno. Slika svemira kao kolača koji se širi možda nije u krivu, a kosmolozi imaju izazov da smisle drugačiju sliku. Ako je potrebna nova fizika da bi se objasnile nove dimenzije, tada će rezultat promijeniti naše razumijevanje prostora.
Ilya Khel