Czy naukowcy znaleźli wszechświat równoległy do ​​„świata lustra”, który wyjaśnia wszystko? Prawda kryjąca się za nagłówkami

Czy naprawdę istnieje niewidzialny „świat lustra”, w którym cząstki oddziałują z naszym światem tylko za pomocą grawitacji, ale poza tym nie można go zaobserwować?

To pozornie szalona teoria wysunięta przez naukowców szukających rozwiązania, dlaczego wszechświat rozszerza się zbyt szybko.

Oto, co musisz wiedzieć o „napięciu Hubble’a” i dlaczego astrofizycy proponują tak dziwne teorie, aby uczynić wszechświat bardziej rozsądnym.

Jaka jest stała Hubble’a?

To najfajniejsza liczba w naturze. Opisując tempo ekspansji wszechświata, skutecznie zawiera w sobie, skąd pochodzi wszechświat i co stanie się z nim w przyszłości.

Prawdopodobnie poszukiwanie tempa ekspansji wszechświata było wielkim świętym Graalem kosmologii w dwudziestym wieku – i nadal napędza niesamowite nowe teorie naukowe i odkrycia.

Nazwa stałej Hubble’a pochodzi od amerykańskiego astronoma Edwin B. Hubblektóry nie tylko odkrył galaktyki poza naszą własną, ale także obserwował w latach 20. (wraz z George Lemaitre), że te galaktyki oddalają się od Ziemi, a im dalej galaktyka się znajduje, tym szybciej wydaje się oddalać od nas. W skrócie, stała Hubble’a określa, jak szybko to się dzieje – obliczenie, które daje nam również dokładny wiek wszechświata.

W praktyce stała Hubble’a nie jest stałą, z różnymi sposobami jej pomiaru, co prowadzi do różnych odpowiedzi. Wiadomo też, że Zmienia się w czasie, więc prawdopodobnie powinien być nazywany parametrem Hubble’a.

Jak mierzy się stałą Hubble’a?

Aby dowiedzieć się, jak szybko wszechświat się rozszerza, należy wybrać punkty świetlne na nocnym niebie, takie jak gwiazdy, galaktyki i gromady kuliste. Jest to znane jako kosmiczna skala odległości. Astronomowie zaczynają od pobliskich obiektów, a następnie przenoszą się dalej we wszechświat. Lokalne pomiary mają tendencję do wykonywania obliczeń dla większej stałej Hubble’a – więc wszechświat porusza się szybciej, a tym samym młodszy wszechświat: 73-74 kilometry na sekundę na megaparsek.

Jednak gdy mierzone są odległe obiekty – jak kosmiczne tło mikrofalowe (Promieniowanie szczątkowe z Wielkiego Wybuchu i mocne dowody na jego występowanie) zostało wykonane przez Europejską Agencję Kosmiczną Satelita Plancka— Mniejsza stała Hubble’a, co oznacza wolniej poruszający się wszechświat, a zatem i starszy wszechświat: 67-68 (plus minus 0,5) kilometrów na sekundę na megaparsek.

Skąd rozdźwięk między tempem ekspansji wszechświata lokalnego a wszechświata pierwotnego?

Napięcie Hubble’a

Rozbieżności między szacunkami tempa ekspansji wszechświata – a tym samym jego wieku – nazywane są „napięciem Hubble’a”. Są one tak istotne statystycznie, że sugerują, iż astronomowie mogą potrzebować nowej interpretacji fundamentalnych właściwości Wszechświata. Nawet nowy kosmiczny paradygmat?

Nie, mówi nowa teoria, która ujawnia wcześniej nieobserwowaną matematyczną właściwość modeli kosmologicznych – stopniowaną symetrię – która może pozwolić na szybsze tempo ekspansji. Ale pełne wyjaśnienie staje się bardzo dziwne.

teoria lustrzanego świata

Nowe wyszukiwanie, opublikowany w Fizyczne listy kontrolne Zespół astrofizyków z University of New Mexico i University of California w Davis zaproponował, że istnieje niewidzialny ciemny sektor „świata lustra” nowych cząstek, które są kopiami znanych cząstek, które istnieją obok naszego świata i wchodzić w interakcję z naszym światem tylko poprzez grawitację.

„W praktyce tę symetrię gradientową można osiągnąć tylko poprzez uwzględnienie świata lustrzanego w modelu – równoległego wszechświata z nowymi cząstkami, które są kopiami znanych cząstek” – powiedział Francis Jan-Sir Racine, adiunkt na Wydziale Fizyki i Astronomia na Uniwersytecie w Nowym Meksyku i jeden z autorów nowego artykułu. „Pomysł lustrzanego świata pojawił się po raz pierwszy w latach 90. XX wieku, ale nie został wcześniej uznany za potencjalne rozwiązanie stałego problemu Hubble’a”.

Ten „lustrzany świat” może wyjaśnić to zjawisko Ciemna materialub być jego dziwną formą, może być jednym ze sposobów rozwiązania napięcia Hubble’a.

To niezwykła teoria, w której brakuje niezwykłych dowodów – i Wszelkie wzmianki o równoległym wszechświecie powinny być bardzo ostrożne—ale mimo wszystko to interesujące. Alternatywą była teoria opublikowany W 2018 roku naukowcy twierdzą, że „antywszechświat” rozciąga się w czasie, nasze lustrzane odbicie pomaga wyjaśnić ciemną materię.

Czym jest ciemna materia?

Ciemna materia jest niewidoczna, nie emituje światła ani energii, więc nie można jej wykryć. Jest więc również hipotetyczny, chociaż uważa się, że odpowiada za około 85% materii we wszechświecie. Jest to jedno z wielkich odkryć, które było produktem ubocznym poszukiwań tempa ekspansji wszechświata. Podobnie jest z „ciemną energią”, nieznaną siłą odpychającą, która wydaje się przyspieszać ekspansję wszechświata.

„Może to być coś więcej niż bezkolizyjna ciemna materia i ciemna energia„Dwie różne i nieco nieopisane rzeczy – ale w ciemnym sektorze jest wiele elementów, podobnie jak sektor jasny, który tak dobrze badamy w laboratoriach na Ziemi” – powiedział Lloyd Knox z University of California w Davis wraz z kolegami.

Światy lustrzane pochodzą z fizyki cząstek

Sir Racine: Tak, na pierwszy rzut oka brzmi to szaleńczo. „Ale takie lustrzane światy mają świetną literaturę fizyczną w zupełnie innym kontekście, ponieważ mogą pomóc rozwiązać ważny problem w fizyce cząstek elementarnych” – powiedział. „Nasza praca pozwala nam po raz pierwszy odnieść tę wielką księgę do ważnego problemu w kosmologii”.

W rzeczywistości proponują modyfikację istniejącego modelu kosmologicznego, aby wyjaśnić rozbieżności w pomiarach stałej Hubble’a, która, co najważniejsze, musi obejmować egzotyczną formę ciemnej materii.

Nowa teoria nie jest idealna, błędnie przewiduje ilość deuteru i helu we wczesnym wszechświecie, ale jest to mniejszy problem, który naukowcy muszą rozwiązać niż problem „napięcia Hubble’a”.

co się działo później?

Jeśli chodzi o kosmiczne znaczniki nachylenia, zmienne cefeid – gwiazdy, które w przewidywalny sposób jaśnieją i ciemnieją – są złotym standardem w lokalnych pomiarach. Aby obliczyć znacznie większe odległości, astronomowie wykorzystują wybuchające gwiazdy zwane supernowymi typu Ia.

W połowie 2020 roku NASA uruchomi teleskop Roman Nancy Grace, który zbada wartość stałej Hubble’a w czasie kosmicznym, zbierając więcej danych na temat nowych supernowych typu Ia, a także zmiennych cefeid i czerwonych olbrzymów. Mamy nadzieję, że dane umożliwią astronomom fundamentalną poprawę pomiarów odległości do galaktyk bliskich i dalekich.

Życzę czystego nieba i szerokich oczu.