Frekvensen av utvidelsen av Universet er et stort spørsmål. Hvorfor fysikk ikke kan takle?

Den neste gang du spiser en muffins med bær, tenke på hva som skjedde med blåbær i deigen som å bake søtsaker. Blåbær var på samme sted, men med utvidelse av scones bær begynte å bevege seg bort fra hverandre. Hvis du kan stå på ett bær, ville du se hvordan alle de andre er fjernet fra deg, men det samme vil være tilfelle for andre bær som du velger. I den forstand galaxy er lik bær i muffin.

Siden Big Bang, universets stadig utvider seg. Merkelig faktum er at det er ikke det eneste stedet som universet utvider — heller alle galakser (i gjennomsnitt) fjernet fra andre. Fra vårt synspunkt i melkeveien ville synes at de fleste galakser beveger seg bort fra oss — som om vi er i sentrum av universet vårt blockoptions. Men se fra en annen galakse, og visningen vil være nøyaktig den samme.

For å ytterligere forvirre deg, en ny undersøkelse viser at utvidelsen pris av Universet kan være forskjellig, avhengig av hvor langt tilbake i tid du ser. Nye data, publisert i Astrofysiske Journal, viser at tiden har kommet til å revidere vår forståelse av kosmos.

Mystery of the Hubble

Cosmologists beskrive Universets ekspansjon og en enkel lov — lov av Hubble (oppkalt etter Edwin Hubble). Hubble loven er den observasjon at de mer fjerntliggende galakser beveger seg raskere. Dette betyr at det nære galakser beveger seg relativt langsomt.

Forholdet mellom hastighet og avstand til galaxy bestemt av "Hubble konstant" — 70 km/s/MPC. Dette betyr at galaxy går til omtrent 90 000 km per time for hver million lysår avstand fra oss.

Denne utvidelsen av Universet, når de nærmeste galaksene beveger seg langsommere fjerne galakser, det er forventet fra en jevnt voksende plass og mørk energi (usynlig kraft, som akselererer utvidelsen av Universet) og mørk materie (usynlig og ukjent form for materie, som er fem ganger mer enn vanlig). Det kan bli sett og ostekake med bær.

Historien om måling av Hubble konstant er full av problemer og uventede avsløringer. I 1929, Hubble antas at verdien må være ca 600,000 miles per time pr. million lysår — om lag ti ganger større enn målt nå. Forsøk på å måle Hubble konstant i mange år har ført til utilsiktede funn av mørk energi. Finne informasjon om denne mystiske type energi, som står for 70% av energien i Universet, har inspirert lanseringen av de beste space telescope i verden (i øyeblikket), oppkalt Hubble.

Fangsten er at resultatene av de to mest presise målinger er ikke konsistent, og er ikke i slekt. Så snart kosmologiske målinger ble så presis som viste verdi av Hubble konstant, har det blitt klart at det ikke gir mening. I stedet for én, har vi to motstridende resultater.

På den ene siden har vi en ny-nøyaktig måling av cosmic microwave background – det etterglød av Big Bang – ferdig med oppdraget "Planck", som målte Hubble konstant som 67.4 km/s/MPC.

På den andre siden har vi en ny måling av pulserende stjerner i nærliggende galakser også utrolig nøyaktig, som målte permanent Habla hvordan 73,4 km/s/MPC. De er nærmere oss i tid.

Begge målinger krav resultatet som riktig og veldig nøyaktig. Variansen i målingene er av størrelsesorden 500 km per time pr. million lysår, så cosmologists kaller den "spenningen" mellom de to målingene – de synes å strekke statistikk i forskjellige retninger, og hun trenger et sted å kollapse.

Ny fysikk?

Som hun kollapser? I øyeblikket er det ingen som kjenner. Kanskje våre kosmologisk modell feil. Det er sett at universet utvider seg raskere nærmere oss enn vi kunne forvente, med start fra mer fjerntliggende mål. Målinger av kosmisk mikrobølgeovn bakgrunn ikke måle den lokale forlengelse, og gjør dette gjennom modellen vår kosmologisk modell. Hun var svært vellykket i å forutsi og beskriver mange av de observerte data i Universet.

Derfor, selv om denne modellen kan være feil, ingen kom opp med et enkelt, å overbevise modell i stand til å forklare på en gang, og alt vi ser. For eksempel, vi kan prøve å forklare denne nye teorien om tyngdekraft, men da andre observasjoner som ikke passer. Eller ville det være mulig å forklare denne nye teorien om mørk materie eller mørk energi, men da andre observasjoner som ikke passer, og så videre. Derfor, hvis denne spenningen er knyttet til nye fysikk, bør det være komplisert og ukjent.

Mindre interessant, forklaring vil være "ukjente ukjente" i data som skyldes systematiske virkninger, og en mer grundig analyse vil en dag avsløre en subtil effekt som var savnet. Eller det kan være bare en statistisk Tilfeldighet som vil forsvinne når mer data er samlet inn.

Det er foreløpig uklart hvilken kombinasjon av ny fysikk, systematiske virkninger eller nye data vil løse denne spenningen, men noe er definitivt klart. Bilde universet som utvider cupcake kan være galt, og før cosmologists har en vanskelig oppgave å velge et annet bilde. Hvis du for å forklare de nye dimensjonene vil kreve ny fysikk, så resultatet vil endre vår oppfatning av rommet.