Die Geschwindigkeit der Expansion des Universums unter eine große Frage. Warum Physik nicht zu bewältigen?

Das nächste mal, wenn Sie Essen Kuchen mit Beeren, darüber nachzudenken, was passiert mit Heidelbeeren im Teig während des Backens Süßigkeiten. Heidelbeeren lag an einem Ort, sondern im Zuge der Expansion Brötchen Beeren begannen voneinander entfernt werden. Wenn Sie könnte begeben Sie sich auf eine Berry, würden Sie sehen, wie alle anderen von Ihnen gelöscht, aber das gleiche gilt auch für jede andere Beeren, die Sie wählen. In diesem Sinne Galaxie ähnlich wie die Beeren in кексе.

Seit dem Urknall das Universum unablässig erweitert. Eine seltsame Tatsache ist, dass es keinen einzigen Platz, von dem aus das Universum expandiert — eher alle Galaxien (im Durchschnitt) entfernt von den anderen. Aus unserer Sicht in der Milchstraße scheint, dass die meisten Galaxien Weg von uns — als ob wir ein Zentrum unserer булочкоподобной des Universums. Aber werfen Sie einen Blick aus einer anderen Galaxie — und der Blick wird genau das gleiche.

Um noch mehr zu verwirren, neue Studien zeigen, dass die rate der Expansion des Universums kann unterschiedlich sein, je nachdem, wie weit zurück man schaut in der Zeit. Neue Daten veröffentlicht in Astrophysical Journal, weisen darauf hin, dass es an der Zeit, unser Verständnis des Kosmos.

Hubble-Rätsel

Kosmologen charakterisieren die Expansion des Universums einfach Gesetz — Hubble-Gesetz (benannt nach Edwin Hubble). Hubble-Gesetz ist die Beobachtung, dass die mehr Fernen Galaxie schneller gelöscht werden. Dies bedeutet, dass nahe Galaxien bewegen sich relativ langsam.

Die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Entfernung zur Galaxie bestimmt «Hubble-Konstante» — 70 km/s/MPC. Dies bedeutet, dass die Galaxie geht auf über 90 000 km in der Stunde auf jede Million Lichtjahre Entfernung von uns.

Ist die Expansion des Universums, wenn die nächste Galaxie gelöscht entfernten Galaxien langsamer, erwartet von gleichmäßig expandierenden Kosmos mit dunkler Energie (eine unsichtbare Kraft, die die Expansion des Universums beschleunigt) und dunkle Materie (unbekannte und unsichtbare Form des Stoffes, in dem fünf mal mehr als üblich). Das gleiche beobachten können und in кексе mit Beeren.

Die Geschichte der Messung der Hubble-Konstante ist voller Schwierigkeiten und unerwartete Offenbarungen. 1929 Hubble selbst meinte, dass Ihr Wert sollte in der Größenordnung von 600 000 km pro Stunde auf eine Million Lichtjahre — etwa zehn mal mehr als jetzt gemessen. Versuche genau zu Messen die Hubble-Konstante im Laufe der Jahre führte die unbeabsichtigte Entdeckung der dunklen Energie. Die Suche nach Informationen über dieses geheimnisvolle Art von Energie, was einem Anteil von 70% der Energie im Universum, inspiriert besseren Start Weltraumteleskop der Welt (im Moment), benannt nach dem Hubble-Konstante.

Der Haken ist, dass die Ergebnisse von zwei der genauen Maße nicht im Einklang und nicht in Beziehung zueinander stehen. Sobald kosmologischen Messungen sind so genau, dass der Wert der Hubble-Konstante zeigten, wurde deutlich, dass es keinen Sinn macht. Statt einer haben wir zwei widersprüchliche Ergebnisse.

Einerseits haben wir eine neue präzise Messungen der kosmischen Mikrowellen-hintergrund – Nachglühen des Urknalls – die Mission «Planck», die Maß die Hubble-Konstante wie 67,4 km/c/IPC.

Andererseits, wir haben eine neue Messung pulsierender Sterne im nächsten Galaxien, auch unglaublich präzise, die Maßen Konstante Хабла wie 73,4 km/c/IPC. Sie sind näher an uns in der Zeit.

Diese Beiden Dimensionen erklären Sie Ihr Ergebnis als korrekt und sehr genau. Die Abweichung der Messungen in der Größenordnung von 500 km pro Stunde auf eine Million Lichtjahre, also Kosmologen nennen es «Spannungen» zwischen den beiden Messungen – wie würden Sie sich weiten Statistiken in verschiedene Richtungen, und es muss irgendwo схлопнуться.

Neue Physik?

Wie Sie схлопнется? Im Moment weiß niemand. Vielleicht unser kosmologische Modell ist falsch. Es ist sichtbar, dass das Universum expandiert schneller näher zu uns, als wir vielleicht erwarten, ausgehend von einer weit entfernten Messungen. Die Messung der kosmischen Mikrowellen-hintergrund nicht Messen lokale Erweiterung, und tun dies durch Modell – unsere kosmologische Modell. Sie war äußerst erfolgreich in der Vorhersage und der Beschreibung der vielen beobachteten Daten im Universum.

Obwohl dieses Modell möglicherweise falsch, niemand kam mit einfachen überzeugendes Modell, das zu erklären und es gleichzeitig, und alles, was wir sehen. Zum Beispiel könnten wir versuchen zu erklären, es ist eine neue Theorie der Gravitation, aber dann andere Beobachtungen sind nicht geeignet. Oder können Sie erklären, es wäre eine neue Theorie der dunklen Materie oder der dunklen Energie, aber dann andere Beobachtungen nicht geeignet – und so weiter. Also, wenn diese «Spannung» verbunden mit einer neuen Physik, Sie muss die komplexen und unbekannten.

Weniger interessante Erklärung werden «unbekannte unbekannte» in den Daten, die durch systematische Effekte, und mehr als einmal eine sorgfältige Analyse ergeben, die subtile Wirkung, die wurde verpasst. Oder ist es vielleicht nur ein statistischer Zufall, die verschwinden, wenn mehr Daten gesammelt werden.

Derzeit ist unklar, welche Kombination der neuen Physik, der systematischen Effekte oder neue Daten löst diese Spannung, aber unbedingt etwas klarer. Das Bild des Universums als expandierende Kuchenform kann falsch sein, und vor космологами steht eine schwierige Aufgabe zu Holen ein anderes Bild. Wenn für die Erklärung von neuen Dimensionen erfordert eine neue Physik, dann wird das Ergebnis ändert sich unsere Vorstellung über den Kosmos.