Galaxisunk egy hatalmas buborék belsejében van, ahol kevés az anyag

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Lehet, hogy egy buborékban élünk. De aligha ez a legfurcsább dolog, amit az univerzumunkról hallottál. Most a számtalan elmélet és hipotézis között egy másik is felmerült. Az új tanulmány a modern fizika egyik legnehezebb rejtélyének megfejtésére tesz kísérletet: miért nincs értelme az univerzum tágulási sebességére vonatkozó méréseinknek?

A cikk szerzői szerint a legegyszerűbb magyarázat az, hogy galaxisunk az Univerzum egy kis sűrűségű régiójában található – ami azt jelenti, hogy a teleszkópokon keresztül jól látható tér nagy része egy óriási buborék része. A kutatók azt írják, hogy ez az anomália valószínűleg megzavarja a Hubble-állandó mérését – az univerzum tágulásának leírására használt állandót.

Hogyan alakult ki az univerzum?

Próbáld elképzelni, hogyan nézne ki a buborék az univerzum léptékében. Ez meglehetősen nehéz, mivel az űr nagy része űr, és egy maroknyi galaxis és csillag van szétszórva az űrben. De akárcsak a megfigyelhető Univerzum azon részei, ahol az anyag sűrűn halmozódik fel, vagy éppen ellenkezőleg, egymástól távol helyezkednek el, a csillagok és galaxisok különböző sűrűséggel gyűlnek össze a kozmosz különböző részein.

A háttérsugárzás (vagy kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás) - ez a hősugárzás, amely a korai Univerzumban keletkezett és egyenletesen kitölti azt - lehetővé teszi a tudósok számára, hogy szinte tökéletes pontossággal meghatározzák a minket körülvevő Univerzum egyenletes hőmérsékletét. Ma már tudjuk, hogy ez a hőmérséklet 2,7 K (a Kelvin egy hőmérsékleti skála, ahol 0 fok abszolút nulla). A Space.com szerint azonban közelebbről megvizsgálva kis ingadozásokat lehet látni ebben a hőmérsékletben. Az univerzum időbeli fejlődésének modelljei azt sugallják, hogy ezek az apró következetlenségek végül többé-kevésbé sűrű térrégiókat hoznak létre. Az ilyen kis sűrűségű régiók pedig bőven elegendőek lennének ahhoz, hogy a Hubble-állandó méréseit úgy torzítsák, ahogy az jelenleg történik.

Az abszolút nulla olyan kifejezés, amely a molekulák mozgásának teljes leállását jelenti. Az abszolút nulla hőmérséklet nem érhető el. 1995-ben Eric Cornell és Carl Wiemann próbálkozott ezzel, de amikor a rubídium atomokat lehűtötték, nem sikerült nekik. Ezért a hőmérséklet-változás kelvinben kifejezett mértékegysége nem negatív értékekkel rendelkezik.

Hogyan mérhető a Hubble-állandó?

Ma két fő módja van a Hubble-állandó mérésének. Az egyik a CMB rendkívül pontos mérésein alapul, amely egységesnek tűnik az egész univerzumban, mivel röviddel az Ősrobbanás után keletkezett. Egy másik módszer a szupernóvákon és a közeli galaxisokban, a cefeidákban pulzáló változócsillagokon alapul. Emlékezzünk vissza, hogy a cefeidák és szupernóvák olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy pontosan meghatározzuk, milyen messze vannak a Földtől, és milyen sebességgel távolodnak el tőlünk. A csillagászok arra használták őket, hogy „távolság-létrát” építsenek a megfigyelhető univerzum különböző tereptárgyaihoz. Ugyanezt a „létrát” használták a tudósok a Hubble-állandó származtatására. De ahogy az elmúlt évtizedben a cefeidák és a CMB mérései pontosabbá váltak, világossá vált, hogy az adatok nem konvergálnak. A különböző válaszok jelenléte pedig általában azt jelenti, hogy van valami, amit nem tudunk.

Valójában tehát nem csak az Univerzum jelenlegi tágulási ütemének megértése, hanem annak megértése is, hogy az Univerzum hogyan fejlődött és tágul, és mi történt a téridővel mindvégig.

Galaxisok egy buborékban

Egyes fizikusok úgy vélik, hogy van valamiféle "új fizika", amely meghatározza az egyensúlyhiányt - valami az univerzumban, amit nem értünk, és ez az oka az űrobjektumok váratlan viselkedésének. Lucas Lombrizer, a tanulmány szerzője szerint egy új fizika nagyon izgalmas megoldás lenne a Hubble-állandóra, de általában egy összetettebb modellt foglal magában, amely egyértelmű bizonyítékokat igényel, és független mérésekkel kell alátámasztani. Más tudósok úgy vélik, hogy a probléma a mi számításainkban rejlik.

A Physics Letters B-ben 2020 áprilisában megjelenő új cikkben javasolt megoldás az, hogy az egész galaxisunk, valamint több ezer közeli galaxisunk egy olyan buborékban van, ahol kevés az anyag - csillagok, gázhalmazállapotú és por. felhők. A tanulmány szerzője szerint egy 250 millió fényév átmérőjű buborék, amely az univerzum többi részének sűrűségének körülbelül a felét tartalmazza, összeegyeztetheti a világegyetem tágulási sebességére vonatkozó különböző adatokat.