Wszechświat może być młodszy, niż nam się wydaje, sądząc po ruchach galaktyk satelitarnych, które pokazują, jak niedawno wpadły one do gromady galaktyk.
Według pomiarów Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (CMB) wcześniej Europejska Agencja Kosmicznamisja Plancka, Wszechświat ma około 13,8 miliardów lat. Obliczenia te opierają się na tak zwanym Modelu Standardowym KosmologiaCo opisuje płaski wszechświat, który go dominuje Ciemna energia I Ciemna materia który jest Rozwija się w przyspieszonym tempie.
the Forma standardowa Następnie wykorzystuje się je jako podstawę do symulacji superkomputerowej, która może wizualizować rozwój wielkoskalowej struktury Wszechświat – Galaktyki i grupy galaktyk Ogromne łańcuchy i ściany galaktyczne.
Jednak modelom tym zaprzeczają obecnie nowe pomiary ruchów par organizmów Galaktyki Nie jest to zgodne z tym, co mówią nam symulacje.
Powiązany: Ile lat ma wszechświat?
W nowym badaniu astronomowie pod kierownictwem Gu Qi z Narodowych Obserwatoriów Astronomicznych Chińskiej Akademii Nauk badali pary satelitów w gromadach galaktyk.
Gromady galaktyk to małe zbiory galaktyk, takie jak nasza Grupa Lokalna, gdzie kilka dużych galaktyk łączy się z rojem mniejszych galaktyk. Podobnie jak większe gromady galaktyk, te gromady galaktyk powstają tam, gdzie istnieją włókna Kosmiczna sieć Materia pokrywająca Wszechświat spotyka mniejsze galaktyki, które poruszają się wzdłuż włókien, zanim podzielą się na grupę.
Wykorzystanie obserwacji z Sloan Digital Sky Survey (SDSS) dotyczących 813 gromad galaktyk w promieniu około 600 milionów Rok świetlny z GruntZespół Chi skupił się na najbardziej masywnej galaktyce w każdej grupie i zmierzył liczbę par Satelity Po przeciwnych stronach tej galaktyki poruszały się.
Odkryli, że odsetek galaktyk satelitarnych, które krążą po przeciwnych orbitach względem siebie – innymi słowy krążących wokół dużej galaktyki w przeciwnych kierunkach – był wyższy niż przewidywano na podstawie symulacji komputerowych wielkoskalowych struktur, takich jak Millennium Simulation i Millennium Symulacja. Model Illustris TNG300, oba oparte na Modelu Standardowym opisanym w misji Planck.
Jest to normalny stan, jeśli satelity właśnie znalazły się na orbicie wokół największej galaktyki w grupie. Ale to koniec czasGrupy i gromady galaktyk powinny osiągnąć dynamicznie zrelaksowany stan, w którym większość satelitów uczestniczy w rotacji. Jeśli grupy i gromady galaktyk połączą się, gdy Model Standardowy sugeruje, że tak się stanie, odsetek przeciwnie obracających się satelitów powinien być mniejszy. Problemem Modelu Standardowego jest fakt, że jest to większa część satelitów.
„W danych SDSS odkryliśmy, że galaktyki kosmiczne gromadzą się w masywnych gromadach, z silniejszym sygnałem trwającego tworzenia się gromad w porównaniu z symulacjami z wykorzystaniem parametrów Plancka” – Chi powiedział Space.com w e-mailu.
Innymi słowy, wydaje się, że galaktyki satelitarne dołączyły do swojej gromady dopiero niedawno.
„To sugeruje, że Wszechświat jest młodszy, niż sugerowały obserwacje CMB Plancka” – powiedział Chi. „Niestety, w ramach tej pracy nie można oszacować wieku Wszechświata w sposób ilościowy”.
Dzieje się tak dlatego, że wciąż jest zbyt dużo miejsca na ruchy par satelitów i modele powstawania gromad, aby móc określić wiek Wszechświata, który według tych wyników wynosi 13,8 miliarda lat.
Jeśli są prawidłowe, nowe wyniki sugerują, że coś jest nie tak z Modelem Standardowym i że niektóre z naszych założeń na temat Wszechświata muszą być błędne. Tak naprawdę rozwiązanie może znaleźć jeden z kosmicznych paradoksów, nad którym obecnie pracują naukowcy.
Powiązany: Nasz rozszerzający się wszechświat: wiek, historia i inne fakty
Tempo ekspansji wszechświata określa liczba zwana… Stała Hubble'a. Planck zmierzył stałą Hubble’a na 67,8 kilometrów na sekundę na megaparsek – innymi słowy, każdy megaparsek objętości przestrzeń Rozszerza się z prędkością 67,8 km (42,1 mil) na sekundę. (Jeden megaparsek to około 3,26 miliona lat świetlnych.) Na podstawie tego tempa ekspansji kosmolodzy mogą obliczyć wiek Wszechświata na 13,8 miliarda lat, cofając zegar.
Jednak zauważa Przesunięcie ku czerwieni Typ Ia Supernowektóry eksploduje Białe karły, podaj wartość stałej Hubble'a jako 73,2 km (45,5 mil) na sekundę na megaparsek. Przy takim tempie ekspansji cofnięcie zegara dałoby młodszy wiek wynoszący 12,6 miliarda lat.
Obydwa pomiary stałej Hubble'a nie budzą wątpliwości, choć znacznie się od siebie różnią. Paradoks ten stał się znany jako „Napięcie Hubble'a„.
„To oczywiście może być powiązane z problemem jittera Hubble'a” – powiedział Chi zapytany, czy młodszy wiek sugerowany przez pary satelitów w gromadach galaktyk potwierdza szybsze tempo ekspansji wynikające z pomiarów supernowych.
Istnieją jednak inne przeszkody do pokonania. Jeśli za bardzo obniżymy wiek Wszechświata, astronomowie znajdą się w krytycznej sytuacji gwiazdy Wiadomo, że tak jest Starsze niż sam wszechświat.
Być może wyjaśnienie leży w innych aspektach Modelu Standardowego. Na przykład model w dużej mierze opiera się na ciemnej materii, ale jak dotąd naukowcy nie wiedzą, czym jest ciemna materia. Inni badacze uważają, że ciemna materia w ogóle nie istnieje, a jej działanie grawitacyjne można wyjaśnić poprzez: Modyfikowanie praw grawitacji Przy małych przyspieszeniach, jakie występują w galaktykach kosmicznych krążących na większych odległościach. Zespół Chi odkrył, że pary satelitów o większych promieniach orbit są bardziej skłonne do działania antyrotacyjnego.
Na razie więcej danych by się przydało. To samo zjawisko powinno dotyczyć większych gromad galaktyk, ale gromady te zwykle są dalej od siebie, a ograniczona wielkość próbki i słaba jakość danych sprawiają, że obecnie wszelkie pomiary są niejednoznaczne, powiedział Chi.
Wszechświat jest stary, niezależnie od właściwej wartości wieku, ale nowe odkrycia sugerują, że może być w stanie odzyskać część swojej młodości.
Nowe wyniki opublikowano 22 stycznia w czasopiśmie Astronomia przyrodnicza.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
