Voimme elää kuplassa.
Se on johtopäätös uudesta artikkelissa, joka julkaistaan lehdessä Physics Letters B, joka julkaistaan 10. huhtikuuta. Julkaisu on yritys ratkaista yksi nykyaikaisen fysiikan syvimmistä mysteereistä: Miksi emme mittaa maailmankaikkeuden nopeutta? laajentuminen on järkevää? Kuten Live Science on aiemmin ilmoittanut, meillä on useita tapoja mitata Hubble-vakio tai H0, luku, joka hallitsee kuinka nopeasti maailmankaikkeus kasvaa. Viime vuosina, kun nämä menetelmät ovat parantuneet, ne ovat alkaneet tuottaa H0: ita, jotka ovat dramaattisesti eri mieltä toisistaan. Lucas Lombriser, fyysikko Geneven yliopistosta Sveitsissä ja uuden kirjoittajan mukaan, selittää yksinkertaisimman selityksen sillä, että galaksiamme sijaitsee maailmankaikkeuden pienitiheyksisellä alueella - että suurin osa avaruudesta, jonka näemme selvästi kaukoputket ovat osa jättiläistä kuplia. Ja tämä poikkeavuus, hän kirjoitti, todennäköisesti sekoittaa H0-mittauksemme.
On vaikea kuvitella, miltä kupla näyttäisi olevan maailmankaikkeuden mittakaavassa. Suurin osa avaruudesta on joka tapauksessa juuri sitä: avaruus, jossa kourallinen galakseja ja niiden tähtiä on hajallaan tyhjyyden läpi. Mutta aivan kuten paikallisen maailmankaikkeuden alueilla on alueita, joissa aine pakautuu tiiviisti toisiinsa tai leviää liian kaukana toisistaan, tähdet ja galaksit ryhmittyvät toisiinsa eri tiheyksillä kosmoksen eri osissa.
"Kun tarkastelemme kosmisen mikroaallon taustaa, näemme ympäröivän maailmankaikkeuden melkein täysin homogeenisen lämpötilan 2,7 K. Lähemmässä tarkastelussa tässä lämpötilassa on kuitenkin pieniä vaihteluita", Lombriser kertoi Live Science: lle.
Hänen mukaansa mallit siitä, miten maailmankaikkeus kehittyivät ajan myötä, osoittavat, että pienet epäjohdonmukaisuudet olisivat lopulta tuottaneet enemmän ja vähemmän tiheitä avaruusalueita. Ja sellaiset pienitiheysalueet, joita nämä mallit ennustavat, olisivat enemmän kuin riittäviä vääristämään H0-mittauksiamme tällä hetkellä tapahtuvalla tavalla.
Tässä on ongelma: Meillä on kaksi päätapaa H0: n mittaamiseen. Yksi perustuu erittäin täsmällisiin kosmisen mikroaaltotaustan (CMB) mittauksiin, joka näyttää useimmiten yhtenäiseltä kaikkialla maailmankaikkeudessa, koska se muodostettiin koko maailmankaikkeuden kattavan tapahtuman aikana. Toinen perustuu supernovoihin ja vilkkuviin tähtiihin läheisissä galakseissa, joita kutsutaan kefeideiksi.
Kefeideillä ja supernovoilla on ominaisuuksia, joiden avulla on helppo määrittää tarkkaan, kuinka kaukana ne ovat maasta ja kuinka nopeasti ne siirtyvät meistä. Tähtitieteilijät ovat käyttäneet niitä "etäisyysportaiden" tekemiseen havaittavissa olevan maailmankaikkeuden moniin maamerkkeihin, ja he ovat käyttäneet tuota tikkaata H0: n johtamiseen.
Mutta kun sekä cepheid- että CMB-mittaukset ovat saaneet tarkennuksensa viimeisen vuosikymmenen aikana, on käynyt selväksi, että ne eivät ole samaa mieltä.
"Jos saamme erilaisia vastauksia, se tarkoittaa, että on jotain, mitä emme tiedä", Katie Mack, Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston astrofysiikka, kertoi aiemmin Live Sciencelle. "Joten kyse ei todellakaan ole pelkästään maailmankaikkeuden nykyisen laajentumisnopeuden ymmärtämisestä - josta olemme kiinnostuneita - vaan myös ymmärtää kuinka maailmankaikkeus on kehittynyt, miten laajentuminen on kehittynyt ja mitä avaruus-aika on tehnyt kaiken tämän aika."
Jotkut fyysikot uskovat, että eriarvoisuutta on johdettava "uuteen fysiikkaan" - jotain, jota emme ymmärrä universumista, joka aiheuttaa odottamattomia käyttäytymisiä.
"Uusi fysiikka olisi tietysti erittäin mielenkiintoinen ratkaisu Hubble-jännitteeseen. Mutta uusi fysiikka merkitsee tyypillisesti monimutkaisempaa mallia, joka vaatii selkeää näyttöä ja jonka tulisi tukea riippumattomia mittauksia", Lombriser sanoi.
Toiset ajattelevat, että cepheid-tikkaiden laskelmissa tai CMB: n havainnoissa on ongelma. Lombriser kertoi, että selitys, jota muut ovat aiemmin ehdottaneet, mutta hänen paperinsa yksityiskohdat muutetaan yksityiskohtaisemmin, kuuluu enemmän tähän luokkaan.
"Jos vähemmän monimutkainen fysiikka pystyy selittämään jännityksen, tämä tarjoaa sekä yksinkertaisemman selityksen että on menestys tunnetulle fysiikalle, mutta on valitettavasti myös tylsää", hän lisäsi.
