Den nyeste stjerne Gaia mapImage: ESA/Gaia
En vigtig forskel i målinger af universets acceleration har teoretikere spekulerer på, om vi har fået noget grundlæggende galt i vores forståelse af universet.
I øjeblikket uforklarlige kosmologiske mysterium er “Hubble spænding,” hvor forskellige målinger af universets udvidelse synes at være uenige. Som historien omkring denne spænding, bliver murkier, andre er begyndt at komme op med nye tanker, der kunne forklare det.
“Ud over den Higgs, vi ikke har opdaget noget nyt,” fysiker Anže Slosar på Brookhaven National Laboratory fortalte Gizmodo. “Enhver form for ny spænding er spændende. Vi ønsker at se, hvor den nye fysik vil dukke op.”
Universet udvider sig; rummet mellem galakserne er voksende. En konstant, der er opkaldt efter astronomen Edwin Hubble beskriver, hvor hurtigt denne udvidelse opstår. Forskere har nu flere metoder til at bestemme værdien af Hubble ‘ s konstant, men disse metoder har produceret to værdier, som ikke er enige. For nogle metoder, der er afhængige af hjælp af lyset fra supernovaen og pulserende stjerner kaldet Cepheide-variable til at bestemme deres skiftende afstand, fremgår det, at objekter bevæger sig væk fra Jorden 73 kilometer per sekund hurtigere for hver 3.26 millioner ekstra lys-år, også kaldet en megaparsec. For andre målemetoder, der er afhængige af den elektromagnetiske stråling, der når os fra det tidlige univers, der kaldes den kosmiske baggrundsstråling, og den værdi, der er omkring 67 kilometer per sekund per megaparsec.
Eksperimentelle fejl alene ikke synes at kunne forklare de afvigende værdier. Forsøg på at bortforklare den forskel, uden at nye fysik, ikke synes at holde op til kontrol. Alligevel, forskellen mellem de værdier, der ikke er på de “fem-sigma niveau eksperimentelle præcision, der kræves til at sige, at de værdier, der er virkelig forskellige.
Men historien har fået murkier. Mest for nylig, en ny resultatet fra forskere, der kører den Mørke Energi Undersøgelse har forplumret vandene. Ved hjælp af målinger fra supernovaer, de faktisk målte en Hubble-konstant af 67.7 kilometer per sekund per megaparsec, tættere på det tidlige univers måling.
Men ville du tror, at denne nye måling vil til at lukke kløften mellem de to tidligere målinger vil reducere interesse i problemet, to uafhængige hold af teoretiske fysikere der skete med fripas håndteringen af denne spænding lige efter DES resultatet kom ud. Begge foreslå forbedringer til vores forståelse af universets tidlige historie. Et papir, der reducerer spændingen mellem de to værdier, der er ved at ændre, når den periode, rekombination—æra et par hundrede tusinde år efter Big Bang, når den første neutrale brintatomer, der begyndte at danne sig—begyndte og sluttede. En anden introducerer “tidlig mørk energi,” nogle gældende ansvarlig for at køre universet fra hinanden i løbet af et tidligere tidspunkt, at siden er lukket.
Fysikere allerede mener, at der er to faser af universets udvidelse—en, lige efter Big Bang, når det udvidede hurtigt, kaldet inflation, og den nuværende æra. “Det, vi siger, er noget lignende kunne være sket på et andet tidspunkt i historien om universet,” Vivian Poulin fra Johns Hopkins University fortalte Gizmodo.
Begge ideer er i deres vorden—de har kun været udgivet i arXiv fysik preprint server, hvilket betyder, at de ikke har været undersøgt af peer review. Desuden, begge kom ud for hurtigt efter DES resultat at nævne det—og hvis det arbejde, der holder, det teoretisering kan være for ingenting.
Matt Buckley, en Rutgers fysiker, der ikke er involveret i enten nyt papir, der ikke tror, at de DES resultat bør give anledning til en reduceret interesse i spænding, og troede, at grupper som Poulin og Slosar var helt sikkert at stille de rigtige spørgsmål. Men han nævnte, at enhver ny teori skal passe alle de eksisterende data.
Ny fysik kan helt sikkert være den mest interessante måde at løse de spændinger, men der vil snart være andre nye metoder til at måle Hubble-konstant, uafhængig af både den “afstand stigen”, at foranstaltninger, der er tættere på genstande, samt målinger fra de fjerneste stråling. Måske gravitationelle bølger, små krusninger på rumtiden, der rejser med lysets hastighed, og resultatet fra de kaotiske begivenheder som at støde på sorte huller, kan tilbyde en løsning. Forskerne ville sammenligne det lys, der udgår fra neutronstjerner kolliderer med deres gravitationelle bølger, og har allerede fastsat et skøn af Hubble-konstant ved hjælp af denne metode. Pålidelige målinger fra Hubble-konstant ved hjælp af kolliderende neutron-stjerner er sandsynligvis et årti eller så væk.
Hubble spændingen vil fortsætte med at være genstand for observation, og vil fortsætte med at tantalize teoretiske fysikere.
“Det bliver mere og mere interessant fra en teoretisk synsvinkel, for at se, om der er enkle forklaringer på de spændinger,” sagde Poulin. “Interessen er relateret til, hvor godt de eksperimenter, der er blevet i dag, og folk tager det mere og mere alvorligt, som tiden går.”
[arXiv 1, 2, 3]
Dele Denne Historie