Næste gang du spiser en bolle med bær, tænke over, hvad der skete med blåbær i dejen, som at bage søde sager. Blåbær var i samme sted, men med en udvidelse af scones bær begyndte at bevæge sig væk fra hinanden. Hvis du kunne stå på en bær, du vil se, hvordan alle andre er fjernet fra dig, men det samme vil være tilfældet for enhver anden bær, som du vælger. I den forstand galaxy svarer til bær i muffin.
Siden Big Bang, universet konstant udvider sig. Mærkeligt faktum er, at det er ikke det eneste sted, hvor universet udvider sig — snarere alle galakser (i gennemsnit) er fjernet fra andre. Fra vores synspunkt i mælkevejen ser ud til, at de fleste galakser bevæger sig væk fra os — så hvis vi er i midten af vores univers blockoptions. Men se fra en anden galakse, og den opfattelse vil være nøjagtig den samme.
For yderligere at forvirre dig, en ny undersøgelse viser, at den stigning i Universet kan være forskellige, afhængigt af hvor langt tilbage i tiden, du ser. Nye data, som er offentliggjort i tidsskriftet the Astrophysical Journal, viser, at tiden er kommet til at revidere vores forståelse af kosmos.
Mystery Hubble
Kosmologer beskrive Universets udvidelse og en simpel lov — loven om Hubble (opkaldt efter Edwin Hubble). Hubble-loven er den observation, at mere fjerne galakser bevæger sig hurtigere. Dette betyder, at det nære galakser bevæger sig relativt langsomt.
Sammenhængen mellem hastighed og afstand til galaxy bestemt af den “Hubble-konstant” — 70 km/s/MPC. Dette betyder, at galaxy går til cirka 90.000 km per time for hver tusind lysårs afstand fra os.
Denne udvidelse af Universet, når de nærmeste galakser bevæger sig langsommere fjerne galakser, det forventes af en ensartet ekspanderende rum og mørk energi (usynlig kraft, der accelererer Universets udvidelse) og mørkt stof (usynlig og ukendt form for stof, der er fem gange mere end normalt). Det kan ses og cheesecake med bær.
Historien om måling af Hubble konstanten er fuld af vanskeligheder og uventede afsløringer. I 1929, Hubble troede, at dens værdi skal være omkring 600.000 km per time per million lysår — omkring ti gange større end målt nu. Forsøg på at præcist at måle Hubble-konstant i mange år har ført til utilsigtede opdagelsen af mørk energi. Sådan finder du oplysninger om denne mystiske form for energi, som tegner sig for 70% af energien i Universet, som har inspireret lanceringen af de bedste rum teleskop i verden, der (i øjeblikket), opkaldt til ære for Hubble.
Fangsten er, at resultaterne af de to mest præcise målinger ikke er i overensstemmelse, og er ikke relateret. Så snart kosmologiske målinger blev så præcis, der viste værdien af Hubble konstanten, er det blevet klart, at det ikke giver mening. I stedet for at vi har to modstridende resultater.
På den ene side, har vi en ny nøjagtig måling af den kosmiske mikrobølge baggrund – eftergløden af Big Bang – udført af mission “Planck”, der målte Hubble-konstant som 67,4 km/s/MPC.
På den anden side, har vi en ny måling af pulserende stjerner i nærtliggende galakser også utrolig præcis, som målt i faste Habla, hvordan 73,4 km/s/MPC. De er tættere på os i tid.
Begge målinger hævder, dit resultat er korrekt og meget præcis. Variansen af målinger er af størrelsesordenen 500 km per time per million lysår, så kosmologer kalder det “spænding” mellem de to målinger, – de synes at strække statistik i forskellige retninger, og hun har brug for et sted til at bryde sammen.
Nye fysik?
Som det kollapser? I øjeblikket ved ingen. Måske er vores kosmologiske model er forkert. Det ses, at universet udvider sig hurtigere, tættere på os, end vi kunne forvente, startende fra mere fjerntliggende målinger. Målinger af den kosmiske mikrobølge baggrund ikke måle lokal udvidelse, og gør dette gennem vores model kosmologiske model. Hun var meget vellykket i at forudsige og beskrive mange af de observerede data i Universet.
Derfor, selv om denne model kan være forkert, nogen kom op med en enkel og overbevisende model i stand til at forklare på en gang, og alle, som vi ser. For eksempel, vi kunne forsøge at forklare denne nye teori for tyngdekraften, men så er der andre observationer, der ikke passer. Eller ville det være muligt at forklare denne nye teori om mørkt stof eller mørk energi, men så er der andre observationer, der ikke passer og så videre. Derfor, hvis denne spænding er på grund af den nye fysik, bør det være komplekse og ukendte.
Mindre interessant forklaring kunne være de “ukendte ubekendte” i de data, der er forårsaget af systematiske effekter, og en mere grundig analyse, der en dag vil afsløre en subtil effekt, der var savnet. Eller det kunne bare være en statistisk Tilfældighed, der vil forsvinde, når mere data er indsamlet.
Det er i øjeblikket uklart, hvad kombinationen af den nye fysik, systematiske virkninger eller nye data vil løse denne problematik, men noget er helt sikkert klar. Billede universet udvider cupcake kunne være galt, og før kosmologer har en vanskelig opgave at vælge et andet billede. Hvis det er for at forklare de nye dimensioner, vil kræve nye fysik, så resultatet vil ændre vores opfattelse af rum.
Den sats af ekspansion af Universet er et stort spørgsmål. Hvorfor fysik ikke kan klare?
Ilya Hel