Viens Skaitlis Rāda, Ka Kaut Kas Ir Principiāli Nepareizs Ar Mūsu Priekšstatu Par Visumu

{h1}

Paskaidrojums tiem, kam rodas jautājums, kas notiek ar kosmiskās izplešanās mērījumu neatbilstībām.

liela magnētiskā mākoņa attēls, kurā parādīta kosmiskās izplešanās ātruma neatbilstība

Liela Magelāna mākoņa attēls, kas uzņemts ar zemes teleskopu. Iespiestais attēls tika uzņemts ar Habla kosmisko teleskopu, un tajā ir parādīts galaktiku klasteris, kas sastāv no mainīgiem Kefeīdiem - zvaigžņu klases, kas regulāri mirgo. Izmantojot šo pulsācijas ātrumu, zinātnieki ir aprēķinājuši Visuma izplešanās ātrumu, taču šis skaitlis neatbilst vērtībām, kas iegūtas no citām kosmiskām parādībām, piemēram, Lielā sprādziena atbalss, kas pazīstams kā kosmiskais mikroviļņu fona starojums.

Visumā notiek mīklains noslēpums. Kosmiskās izplešanās ātruma mērījumi, izmantojot dažādas metodes, turpina parādīt atšķirīgus rezultātus. Situāciju sauca par "krīzi".

Problēmas centrā ir tā sauktā Habla konstante. Amerikāņu astronoma Edvīna Habla vārdā nosauktā vienība apraksta, cik ātri Visums paplašinās dažādos attālumos no Zemes. Izmantojot datus no Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) Planck satelīta, zinātnieki lēš, ka ātrums ir 46 200 mph uz miljonu gaismas gadu (vai, izmantojot kosmologu vienības, 67,4 kilometri / sekundē uz megaparseku). Bet aprēķini, izmantojot pulsējošas zvaigznes, kuras sauc par Cepheids, liecina, ka tas ir 50 400 mph uz miljonu gaismas gadu (73,4 km / s / Mpc).

Saistīts: Lielākās neatrisinātās mistērijas fizikā

Ja pirmais cipars ir pareizs, tas nozīmē, ka zinātnieki daudzu gadu desmitu garumā nepareizi mēra attālumus līdz tālajiem objektiem Visumā. Bet, ja otrais ir pareizs, tad pētniekiem var nākties samierināties ar eksotiskas, jaunas fizikas esamību. Astronomi, saprotams, ir diezgan daudz strādājuši pie šīs neatbilstības.

Ko šai situācijai vajadzētu padarīt nespeciālistu? Un cik svarīga ir šī atšķirība, kura nepiederošiem cilvēkiem šķiet neliela? Lai nokļūtu sadursmes galā, WordsSideKick.com izsauca Bariju Madoru, Čikāgas universitātes astronomu un vienas no komandas locekļiem, kurš veic Habla konstantes mērījumus.

Problēmas sākas ar pašu Edvīnu Hablu. Jau 1929. gadā viņš pamanīja, ka attālākas galaktikas attālinās no Zemes ātrāk nekā tuvāk esošie kolēģi. Viņš atrada lineāru sakarību starp attālumu, kādu objekts atradās no mūsu planētas, un ātrumu, ar kādu tas attālinājās.

"Tas nozīmē, ka notiek kaut kas spocīgs," Madore stāstīja WordsSideKick.com. "Kāpēc mēs būtu Visuma centrs? Nav intuitīva atbilde, ka [attālie objekti] nekustas. Starp visu tiek radīta arvien vairāk vietas."

Habls saprata, ka Visums paplašinās, un šķita, ka tas notiek ar nemainīgu ātrumu - tātad Habla konstante. Viņš izmērīja, ka tā vērtība ir aptuveni 342 000 jūdzes stundā uz miljonu gaismas gadu (501 km / s / Mpc) - gandrīz 10 reizes lielāka nekā šobrīd mēra. Gadu gaitā pētnieki ir uzlabojuši šo līmeni.

Deviņdesmito gadu beigās lietas kļuva sarežģītākas, kad divas astronomu komandas pamanīja, ka attālās supernovas ir tumšākas un tāpēc atrodas tālāk, nekā gaidīts, sacīja Madore. Tas norādīja, ka ne tikai paplašinājās Visums, bet tas arī paātrinājās. Astronomi nosauca šīs noslēpumainās parādības cēloni tumšā enerģija.

Atzīstot, ka Visums dara kaut ko dīvainu, kosmologi pievērsās nākamajam acīmredzamajam uzdevumam: pēc iespējas precīzāk izmērīt paātrinājumu. To darot, viņi cerēja izsekot kosmosa vēsturei un evolūcijai no sākuma līdz beigām.

Madore šo uzdevumu pielīdzināja iešanai hipodromā un vienreizēju ieskatu zirgiem, kas skrēja apkārt laukam. Vai no kāda mazliet informācijas varētu secināt, kur visi zirgi startēja un kurš no tiem uzvarēs?

Uz šāda veida jautājumu var šķist neiespējami atbildēt, taču tas nav kavējis zinātniekus mēģināt. Pēdējos 10 gadus Planck satelīts mēra kosmisko mikroviļņu fonu - tālo Lielā sprādziena atbalsi, kas nodrošina momentuzņēmumu par zīdaiņa Visumu pirms 13 miljardiem gadu. Izmantojot observatorijas datus, kosmologi varēja noteikt Habla konstantes skaitli ar īpaši mazu nenoteiktības pakāpi.

"Tas ir skaisti," sacīja Madore. Bet "tas ir pretrunā ar to, ko cilvēki dara pēdējos 30 gadus," sacīja Madore.

Šo trīs gadu desmitu laikā astronomi ir izmantojuši arī teleskopus, lai apskatītu tālu cefeīdus un aprēķinātu Habla konstantu. Šīs zvaigznes mirgo nemainīgā ātrumā atkarībā no to spilgtuma, tāpēc pētnieki var precīzi pateikt, cik spilgti Cepheid jābalstās uz tā pulsācijām. Apskatot, cik blāvas ir zvaigznes, astronomi var aprēķināt attālumu līdz tām. Bet Habla konstantes aprēķini, izmantojot cefeīdus, neatbilst Planka aprēķiniem.

Neatbilstība varētu šķist diezgan maza, taču katrs datu punkts ir diezgan precīzs un to nenoteiktības nepārklājas. Atšķirīgās puses ir norādījušas pirkstus viens pret otru, sakot, ka viņu pretinieki ir iekļāvuši kļūdas, izmetot rezultātus, sacīja Madore.

Bet, viņš piebilda, katrs rezultāts ir atkarīgs arī no liela skaita pieņēmumu. Atgriežoties pie zirgu skriešanās sacīkšu analoģijas, Madore to pielīdzināja mēģinājumam noskaidrot uzvarētāju, vienlaikus secinot, kurš zirgs pirmais nogurs, kurš beigās iegūs pēkšņu enerģijas pārrāvumu, kurš mazliet slīdēs uz slapja zāles plāksteris no vakardienas lietus un daudzi citi grūti nosakāmi mainīgie.

Ja Kefids komandas kļūdās, tas nozīmē, ka astronomi visu šo laiku ir nepareizi mērījuši attālumus Visumā, sacīja Madore. Bet, ja Planks kļūdās, iespējams, ka jauna un eksotiska fizika būs jāievieš Visuma kosmologu modeļos, viņš piebilda. Šajos modeļos ietilpst dažādi ciparnīcas, piemēram, eksistējošo subatomisko daļiņu veidu skaits, ko sauc par neitrīniem, un tos izmanto, lai interpretētu satelīta datus par kosmisko mikroviļņu fonu. Lai saskaņotu Hloba konstantes Planka vērtību ar esošajiem modeļiem, daži ciparripas būs jākoriģē, sacīja Madore, taču vairums fiziķu to vēl nevēlas darīt.

Cerot sniegt vēl vienu datu punktu, kas varētu būt starpnieks starp abām pusēm, Madore un viņa kolēģi nesen apskatīja sarkano milzu zvaigžņu gaismu. Šie objekti dzīves laikā sasniedz tādu pašu maksimālo spilgtumu, kas nozīmē, ka astronomi, tāpat kā cefeīdi, var aplūkot, cik blāvi tie parādās no Zemes, lai iegūtu labu attāluma novērtējumu, un tāpēc var aprēķināt Habla konstanci.

Rezultāti, kas tika publiskoti jūlijā, precīzi parādīja skaitli starp diviem iepriekšējiem mērījumiem: 47 300 mph uz miljonu gaismas gadu (69,8 km / s / Mpc). Un nenoteiktība saturēja pietiekami lielu pārklāšanos, lai potenciāli varētu piekrist Planka rezultātiem.

Bet pētnieki pagaidām nepopulē savus šampanieša korķus, sacīja Madore. "Mēs gribējām izgatavot kaklasaites pārtraucēju," viņš teica. "Bet tas neteica, ka šī puse vai tā puse ir pareiza. Tā teica, ka ir daudz vairāk slīpuma, nekā visi domāja iepriekš."

Citas komandas ir nosvērušās. Grupa ar nosaukumu H0 objektīvi COSMOGRAIL Wellspring (H0LICOW) skatās uz tālajiem gaišajiem objektiem agrīnajā Visumā, ko sauc par kvazāriem, kuru gaismu gravitācijas ietekmē ir izkliedējuši masīvi objekti starp mums un viņiem. Pētot šos kvazārus, grupa nesen nāca klajā ar tāmi, kas tuvāk astronomu pusei. Informācija no lāzera interferometra gravitācijas-viļņu observatorijas (LIGO), kas aplūko gravitācijas viļņus no neitronu zvaigzņu krišanas, varētu sniegt citu neatkarīgu datu punktu. Bet šādi aprēķini joprojām ir agrīnā stadijā, sacīja Madore, un tiem vēl nav sasniegts pilnīgs briedums.

No savas puses, Madore sacīja, ka, viņaprāt, vidējais skaitlis starp Planku un astronomu vērtību galu galā gūs virsroku, lai gan viņš šobrīd par šo iespēju pārāk daudz negribētu. Bet, kamēr nav izdarīts kaut kāds secinājums, viņš vēlētos, lai pētnieku attieksme nedaudz mazinās.

"Cilvēki, kuri uzstāj, ka viņiem ir taisnība, ir uzlikuši daudz putu," viņš teica. "Tas ir pietiekami svarīgi, lai tas tiktu atrisināts, taču tam būs nepieciešams laiks."

  • 12 visdīvainākie objekti Visumā
  • No lielā sprādziena līdz mūsdienām: mūsu Visuma momentuzņēmumi cauri laikam.
  • 11 lielākie neatbildētie jautājumi par tumšo lietu

Sākotnēji publicēts Dzīvā zinātne.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Noslēpumainā 'Boom' Grabē Merilendu
Noslēpumainā 'Boom' Grabē Merilendu

Astronautu Foto Rāda Saules Mirdzumu Pie Lielajiem Ezeriem
Astronautu Foto Rāda Saules Mirdzumu Pie Lielajiem Ezeriem

Zinātne Ziņas


Kas Notika Ar Zaļo Tehnoloģiju Iedoma?
Kas Notika Ar Zaļo Tehnoloģiju Iedoma?

Guama: Sala Netālu No Okeāna Dziļākā Punkta
Guama: Sala Netālu No Okeāna Dziļākā Punkta

Vīriešu Zirnekļa Grāvji Dzimumlocekļa, Iegūst Cīņas Spēku
Vīriešu Zirnekļa Grāvji Dzimumlocekļa, Iegūst Cīņas Spēku

Sievietes Galvas Āda Šausminošā Negadījumā Tika Norauta No Galvas
Sievietes Galvas Āda Šausminošā Negadījumā Tika Norauta No Galvas

Fotoattēli: Tauriņu Dzēriena Bruņurupuča Asaras
Fotoattēli: Tauriņu Dzēriena Bruņurupuča Asaras


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com