Den nyeste Gaia-stjerners mapImage: ESA/Gaia
Et viktig avvik i målingene av universets anti-har teoretikere som lurer på om vi har fått noe fundamentalt galt i vår forståelse av historien til universet.
En uforklarlig kosmologiske mysterium er “Hubble spenning,” der ulike målinger av universets ekspansjon synes å være uenige. Som historien rundt denne spenningen blir murkier, andre har begynt å komme opp med nye ideer som kan forklare det.
“Beyond the Higgs, det har vi ikke oppdaget noe nytt,” fysiker Anže Slosar ved Brookhaven National Laboratory fortalte Gizmodo. “Noen form for ny spenning er spennende. Vi ønsker å se hvor den nye fysikk vil vises.”
Universet utvider; avstanden mellom galaksene er økende. En konstant oppkalt etter astronomen Edwin Hubble beskriver hvor raskt denne utvidelsen oppstår. Forskere har nå flere metoder for å bestemme verdien av Hubble ‘ s konstant, men disse metodene har produsert to verdier som ikke er enige. For noen metoder, som er basert på ved hjelp av lys fra supernova og pulserende stjerner kalt Cepheid variabler for å bestemme deres endre avstand, ser det ut til at objekter beveger seg bort fra Jorden 73 kilometer per sekund raskere for hver 3.26 millioner ekstra lys-årene, også kalt en megaparsec. For andre målemetoder, som er basert på elektromagnetisk stråling som når oss fra det tidlige universet som kalles den kosmiske mikrobølgeovn bakgrunn, verdien er rundt 67 kilometer per sekund per megaparsec.
Eksperimentelle feil alene ikke synes å forklare motsigende verdier. Forsøk på å bortforklare den forskjell uten ny fysikk, ser ikke ut til å holde stikk. Selv så, forskjellen mellom verdier som ikke er på “fem-sigma” grad av eksperimentell presisjon kreves for å si at verdiene er virkelig motsigende.
Men historien har fått murkier. Mest nylig, en ny resultatet fra forskere kjører Mørk Energi Undersøkelsen har grumset vann. Ved hjelp av målinger fra supernovae, de faktisk målte en Hubble konstant av 67.7 kilometer per sekund per megaparsec, nærmere tidlig universet måling.
Om du tror dette ny måling lukke gapet mellom de to tidligere målinger ville redusere interesse i problemet, to uavhengige grupper av teoretiske fysikere som skjedde med utgivelsen papers å ta opp denne spenningen like etter den DES resultatet kom ut. Både foreslå tilpasninger til vår forståelse av universets tidlige historie. Ett papir reduserer spenning mellom de to verdiene ved å endre når perioden av rekombinasjon—tiden noen hundre tusen år etter Big Bang, da den første nøytralt hydrogen atomer begynte å danne—begynte og sluttet. En annen introduserer “tidlig mørk energi,” noen kraft i gebyr for å kjøre universet fra hverandre i en tidligere tid som har stengt siden av.
Fysikere allerede tror det er to faser i universet utvider—ene rett etter Big Bang når det utvidet seg raskt, kalles inflasjon, og den nåværende tidsalder. “Det vi sier er at noe lignende kunne ha skjedd på et annet tidspunkt i historien til universet,” Vivian Poulin fra Johns Hopkins University fortalte Gizmodo.
Begge ideene er i sin spede begynnelse—de har bare blitt lagt ut i arXiv fysikk preprint server, noe som betyr at de ikke har blitt sett gjennom av “peer review”. I tillegg, som begge kom ut for snart etter den DES resultat for å sitere det og om at arbeidet har, teoretisering kan være bortkastet.
Matt Buckley, Rutgers fysiker ikke vært involvert i nytt papir, trodde ikke at den DES resultatet bør føre til en redusert interesse i spenning, og tenkte at grupper som Poulin og Slosar er var sikkert å stille de riktige spørsmålene. Men han nevnte at noen ny teori må passe alle eksisterende data.
Ny fysikk kan sikkert være den mest interessante måten å løse spenningen, men det vil snart være andre nye måter å måle Hubble konstant, uavhengig av både “avstand stigen” som måler nærmere gjenstander samt målinger fra de mest fjerntliggende stråling. Kanskje gravitasjonsbølger, små krusninger i romtid som reiser på lysets hastighet og resultat fra kaotiske hendelser som kolliderer sorte hull, som kan tilby en løsning. Forskerne ville sammenligne lys som kommer fra å kollidere nøytron stjerner med sine gravitasjonsbølger, og har allerede bestemt en beregning av Hubble konstant ved hjelp av denne metoden. Pålitelige målinger av Hubble konstant med å kollidere nøytron stjerner er nok et tiår eller så unna.
Hubble spenning vil fortsette å være gjenstand for observasjon, og vil fortsette å erte teoretiske fysikere.
“Det blir mer og mer interessant fra en teori synspunkt, for å se om det finnes enkle forklaringer for spenning,” sa Poulin. “Interessen er knyttet til hvor god den eksperimenter har blitt i dag, og folk tar dette mer og mer på alvor som tiden går.”
[arXiv 1, 2, 3]
Deler Denne Historien