Galaksimiz çok az maddenin olduğu büyük bir balonun içinde

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:19

Bir balonun içinde yaşıyor olabiliriz. Ancak bu, evrenimiz hakkında duyduğunuz en tuhaf şey değil. Şimdi, sayısız teori ve hipotez arasından bir diğeri ortaya çıktı. Yeni çalışma, modern fiziğin en zor gizemlerinden birini çözme girişimidir: Evrenin genişleme hızına ilişkin ölçümlerimiz neden mantıklı gelmiyor?

Makalenin yazarlarına göre, en basit açıklama, galaksimizin Evrenin düşük yoğunluklu bir bölgesinde yer almasıdır - bu, teleskoplarla açıkça görebildiğimiz uzayın çoğunun dev bir balonun parçası olduğu anlamına gelir. Ve araştırmacıların yazdığına göre bu anormallik, Hubble sabitinin (evrenin genişlemesini tanımlamak için kullanılan sabit) ölçümlerine müdahale ediyor olabilir.

Evren nasıl gelişti?

Evren ölçeğinde balonun nasıl görüneceğini hayal etmeye çalışın. Bu oldukça zordur, çünkü uzayın çoğu boşlukta dağılmış bir avuç galaksi ve yıldız ile uzaydır. Ancak gözlemlenebilir Evren'de, maddenin yoğun olarak kümelendiği veya tam tersine birbirinden uzak olduğu bölgeler gibi, yıldızlar ve galaksiler de kozmosun farklı yerlerinde farklı yoğunluklarda bir araya gelirler.

Arka plan radyasyonu (veya kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu) - erken Evrende oluşan ve onu eşit olarak dolduran bu termal radyasyon - bilim adamlarının, etrafımızdaki Evrenin tekdüze sıcaklığını neredeyse mükemmel bir doğrulukla belirlemelerini sağlar. Bugün bu sıcaklığın 2.7K olduğunu biliyoruz (Kelvin, 0 derecenin mutlak sıfır olduğu bir sıcaklık ölçeğidir). Ancak Space.com'a göre, daha yakından incelendiğinde bu sıcaklıkta küçük dalgalanmalar görebilirsiniz. Evrenin zaman içinde nasıl evrimleştiğine dair modeller, bu küçük tutarsızlıkların sonunda uzayın az ya da çok yoğun bölgelerini ortaya çıkaracağını öne sürüyor. Ve bu tür düşük yoğunluklu bölgeler, Hubble sabitinin ölçümlerini şu anda olduğu gibi çarpıtmak için fazlasıyla yeterli olacaktır.

Mutlak sıfır, moleküllerin hareketinin tamamen durması anlamına gelen bir terimdir. Mutlak sıfır sıcaklıklarına ulaşılamaz. 1995 yılında Eric Cornell ve Carl Wiemann bunu yapmaya çalıştılar ancak rubidyum atomları soğutulduğunda başarılı olamadılar. Bu nedenle Kelvin cinsinden sıcaklık değişimi birimi negatif değerlere sahip değildir.

Hubble sabiti nasıl ölçülür?

Bugün Hubble sabitini ölçmenin iki ana yolu var. Bunlardan biri, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra oluştuğu için evrenimizin her yerinde aynı görünen SPK'nın son derece hassas ölçümlerine dayanmaktadır. Başka bir yol, süpernovalara ve yakındaki galaksilerdeki Cepheidler olarak bilinen titreşen değişken yıldızlara dayanmaktadır. Cepheidlerin ve süpernovaların, Dünya'dan ne kadar uzakta olduklarını ve bizden hangi hızda uzaklaştıklarını doğru bir şekilde belirlemeyi mümkün kılan özelliklere sahip olduğunu hatırlayın. Gökbilimciler onları gözlemlenebilir evrendeki çeşitli yer işaretlerine bir "mesafe merdiveni" inşa etmek için kullandılar. Aynı "merdiven" bilim adamları tarafından Hubble sabitini elde etmek için kullanıldı. Ancak Sefeidler ve SPK ölçümleri son on yılda daha doğru hale geldikçe, verilerin birbirine yaklaşmadığı netleşti. Ve farklı cevapların varlığı genellikle bilmediğimiz bir şey olduğu anlamına gelir.

Yani aslında, bu sadece Evrenin mevcut genişleme hızını anlamakla ilgili değil, aynı zamanda Evrenin nasıl geliştiğini ve genişlediğini ve tüm bu zaman boyunca uzay-zamanda neler olduğunu anlamakla ilgili.

Bir balonun içindeki galaksiler

Bazı fizikçiler, dengesizliği belirleyen bir tür "yeni fizik" olduğuna inanıyor - evrende anlamadığımız bir şey ve uzay nesnelerinin beklenmedik davranışlarının nedeni bu. Çalışma yazarı Lucas Lombrizer'e göre, yeni bir fizik Hubble sabiti için çok heyecan verici bir çözüm olabilir, ancak genellikle net kanıtlar gerektiren ve bağımsız ölçümlerle desteklenmesi gereken daha karmaşık bir model anlamına gelir. Diğer bilim adamları, sorunun bizim hesaplamalarımızda yattığına inanıyor.

Nisan 2020'de Physics Letters B'de yayınlanacak yeni bir makalede önerilen çözüm, tüm galaksimizin yanı sıra birkaç bin yakın galaksinin çok az maddenin olduğu bir balonun içinde olduğunu varsaymaktır - yıldızlar, gaz ve toz bulutlar. Araştırmanın yazarına göre, evrenin geri kalanının yoğunluğunun yaklaşık yarısını içeren 250 milyon ışıkyılı çapında bir baloncuk, evrenin genişleme hızı için farklı rakamları uzlaştırabilir.