Astronomie

Jak se expanze vesmíru zrychluje, pokud Hubbleova konstanta klesá?

Jak se expanze vesmíru zrychluje, pokud Hubbleova konstanta klesá?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Právě se dostávám do oblasti kosmologie a přemýšlel jsem, co to znamená prakticky říci, že Hubblova konstanta klesá, zatímco rychlost expanze vesmíru se zrychluje. Nejsem si jistý, jak je tento jev možný. Jak to pozorujeme?

Chápu, že Hubblova konstanta je rychlost, jakou se vesmír rozpíná a časem klesá. (I když je to asymptotické) ... Je toto pojetí vadné?


Hubbleův parametr je definován jako rychlost změny vzdálenosti mezi dvěma body ve vesmíru dělená vzdáleností mezi těmito dvěma body. Hubbleův parametr se zmenšuje, protože jmenovatel se zvětšuje rychleji než čitatel.

V budoucnu by kosmologická konstanta $ Lambda $ mohla vyústit v exponenciální expanzi s časem. Jednoduchá matematika vám ukáže, že parametr Hubble je Hubbleova konstanta pouze pro exponenciální expanzi.

Předpokládejme například $ H (t) = (da (t) / dt) / a (t) $, kde $ a (t) $ je vzdálenost mezi dvěma libovolnými body ve vesmíru v epochě $ t $. Nyní pojďme mít rychlost expanze $ da / dt propto t $ (tj. Zrychlení). Ale v tomto případě $ a (t) propto t ^ 2 $ a $ H (t) propto t ^ {- 1} $ (tj. S časem klesající).

Některé další podrobnosti:

Řešení Friedmannovy rovnice v plochém vesmíru je $$ H ^ 2 = frac {8 pi G} {3} rho + frac { Lambda} {3}, $$ kde $ rho $ je hustota hmoty (včetně temné hmoty) a $ Lambda $ je kosmologická konstanta.

Jak se vesmír rozpíná, $ rho $ samozřejmě klesá s $ a (t) ^ {- 3} $, ale $ Lambda $ zůstává konstantní. První člen na RHS se tak stává nedůležitým, pokud je $ Lambda $ kosmologická konstanta.

Hubblova „konstanta“ tedy ve skutečnosti klesá ze své současné hodnoty $ H_0 $ a asymptoticky směřuje k $ H = sqrt { Lambda / 3} $, jak čas směřuje k nekonečnu.


Opravdu jde o to, co definujete jako zrychlenou expanzi.

Obvykle se zrychlenou expanzí rozumí, že se zvyšuje první derivace faktoru měřítka $ a '(t) $. Parametr Hubble je však dán vztahem:

$$ H equiv frac {a '(t)} {a (t)} $$

Jak se rozšiřující vesmír $ a (t) $ roste, je možné, že $ a '(t) $ roste, ale $ H $ klesá.

Předpokládám, že by bylo možné tvrdit, že rostoucí $ H $ (tj. Nějaký scénář fantomové energie) je to, k čemu bychom si měli skutečně vyhradit termín „zrychlená expanze. Například můžete tvrdit, že de Sitter Universe, kde $ H $ je konstanta , a tedy také jakýkoli vesmír, kde $ H $ klesá, by neměl být popisován jako „zrychlená expanze“, protože v podstatě není žádný rozdíl mezi expanzí v určitém čase $ t $ a někdy později. jděte s touto definicí.


Hubbleův zákon je pouze aproximací pro „malá“ měřítka. Když hledáte velké stupnice, je měřítko podobné

$$ a (t) = a (t_0) [1 + H_0 (t-t_0) +… +] $$

Takže máte další příspěvky k faktoru měřítka, které ovlivňují hodnotu parametru hubbleu.

Tento parametr tedy není úhlovým koeficientem úsečky. Pokud by tomu tak bylo, měla by se ve zrychleném vesmíru neustále zvyšovat. Protože tento zákon je pouze přibližný, není to nutné.


Všechny tyto odpovědi začínají vzorcem a říkají proto $ H_0 $ klesá, ale myslím, že mám intuitivnější vysvětlení:

Pokud si představujete vesmír jako otevřený přímý gumový pás a jeho rozpínání se táhne (galaxie) na pásu a říkáte, že jeden konec je držen stacionárně (to jsme my), pak rychlost, jakou se každá galaxie vzdaluje od nás je úměrný dvěma věcem: jak rychle je gumička protažena a zlomek její vzdálenosti po celé délce gumičky - proč se vzdálenější galaxie vznášejí rychleji.

Pak si dokážete představit, že v době, kdy se galaxie dostane do stejné vzdálenosti od jiné galaxie předtím, mohla se expanze vesmíru zrychlovat a pás se zvětšoval rychleji, ale nyní je vzdálenost do galaxie mnohem menší zlomek celkové délky gumičky - a tedy v závislosti na funkci času, která udává délku provázku, se tyto dva faktory mohou znásobit, aby rychlost galaxie v určité vzdálenosti klesala.

Proto jako v =$ H_0 $d, $ H_0 $ klesá.


Hubbleova „konstanta“ se tedy od počátku věků zmenšovala a stále zmenšuje. Je to asi 70 km / s / Mpc a zastaví se asi na 60 nebo „H = Λ / 3“. Snižuje se původně pomalejší rychlostí, protože hustota hmoty ve vesmíru klesá pomaleji, ale nyní se zpomalení rychlosti H snížilo ještě více, protože vesmír pociťuje zrychlení, když dominuje temná energie. „Dnešní zrychlení expanze znamená pouze to, že parametr Hubble klesá méně rychle než dříve. Ale stále klesá.“ Nakonec zrychlení dosáhne vrcholu a H bude konstanta. To je parafrázováno z fyziky, takže nechci úvěr, který má mnohem jasnější vysvětlení než zde výše, ale podrobnosti výše stále vzdělávají.

Zdroj https://www.physicsforums.com/threads/why-is-the-hubble-sphere-expanding.616551/


26.5: Rozšiřující se vesmír

  • Přispěli Andrew Fraknoi, David Morrison a amp Wolff et al.
  • Zdroj od OpenStax

Na konci této části budete moci:

  • Popište objev, že se galaxie s vývojem vesmíru dostávají dále od sebe
  • Vysvětlete, jak pomocí Hubbleova a rsquosova zákona určit vzdálenosti ke vzdáleným galaxiím
  • Popište modely pro povahu rozpínajícího se vesmíru
  • Vysvětlete variaci konstanty Hubble & rsquos

Nyní se dostáváme k jednomu z nejdůležitějších objevů, které kdy astronomie učinila, a skutečnost, že se vesmír rozpíná. Než popíšeme, jak k objevu došlo, měli bychom poukázat na to, že první kroky ve studiu galaxií přišly v době, kdy také techniky spektroskopie dělaly velké pokroky. Astronomové využívající velké dalekohledy mohli zaznamenávat spektrum slabé hvězdy nebo galaxie na fotografické desky a vést své dalekohledy tak, aby po mnoho hodin zůstali namířeni na stejný objekt a nasbírali více světla. Výsledná spektra galaxií obsahovala množství informací o složení galaxie a rychlostech těchto velkých hvězdných systémů.


Vesmír se překvapivě rychle rozšiřuje

Nový výzkum se opravdu rozšiřuje rychleji, než si vědci mysleli.

Astronomové fixovali současnou rychlost rozpínání vesmíru - což je hodnota známá jako Hubbleova konstanta, podle amerického astronoma Edwina Hubbla - rychlostí přibližně 44,9 mil (71,9 kilometrů) za sekundu na megaparsec. (Jeden megaparsec je asi 3,26 milionu světelných let.)

Toto nově odvozené číslo odpovídá výpočtu, který loni oznámil jiný výzkumný tým, který vedl laureát Nobelovy ceny Adam Riess. Je však podstatně vyšší než míra odhadovaná satelitní misí Planck Evropské vesmírné agentury v roce 2015 - asi 66,9 km za sekundu na megaparsec. [In Photos: Quasars and the Expanding Universe]

Vědci tvrdí, že příčina tohoto rozporu není v tuto chvíli jasná. Různé typy dat, které tyto různé skupiny analyzovaly, však mohou poskytnout vodítko.

Aby se dospělo k novému odhadu, výzkumný tým - vedený Sherry Suyuovou z Max Planckova institutu pro astrofyziku v Německu a Fr & eacuted & eacuteric Courbin z & Eacutecole Polytechnique F & eacuted & eacuterale de Lausanne ve Švýcarsku - studoval, jak mohutné blízké galaxie deformují světlo proudící ze vzdálené, superbright galaktická jádra známá jako kvasary. Suyu, Courbin a jejich kolegové k této práci použili Hubbleův kosmický dalekohled NASA a Spitzerův kosmický dalekohled, stejně jako řadu pozemních nástrojů.

„Naše metoda je nejjednodušší a nejpřímější způsob měření Hubblovy konstanty, protože využívá pouze geometrii a obecnou relativitu - žádné další předpoklady,“ uvedl Courbin ve svém prohlášení.

Riess a jeho tým analyzovali Hubblova pozorování dvou různých typů „kosmických měřítek“ - supernov typu Ia (hvězdné exploze s konzistentní svítivostí) a cefeidských hvězd, které pulzují rychlostí, která souvisí s jejich skutečným jasem.

Planckovo číslo je však projekce, která je založena na měření kosmického mikrovlnného pozadí kosmickou lodí - světlo, které zbylo z Velkého třesku, který vytvořil vesmír před 13,82 miliardami let.

Takže rozdíly v odhadech Hubblovy konstanty mohou odrážet něco, čemu astronomové nerozumí v časném vesmíru, nebo něco, co se od té dávné epochy změnilo, uvedli vědci. Například je možné, že temná energie - tajemná síla, o které se předpokládá, že je hybnou silou zrychlující se expanze vesmíru - v průběhu věků rostla na síle, uvedli minulý rok členové Riessova týmu. [7 překvapivých věcí o vesmíru]

Nesrovnalosti by také mohly naznačovat, že temná hmota - podivná, neviditelná hmota, o které si astronomové myslí, že převažuje nad „normální“ hmotou v celém vesmíru - má dosud neoceněné vlastnosti, nebo že Einsteinova gravitační teorie má nějaké díry, dodali.

„Rychlost expanze vesmíru se nyní začíná měřit různými způsoby s tak vysokou přesností, že skutečné nesrovnalosti mohou možná směřovat k nové fyzice nad rámec našich současných znalostí vesmíru,“ uvedla ve stejném prohlášení Suyu.

Suyu, Courbin a jejich kolegové prezentují své výsledky v sérii pěti článků, které budou publikovány v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Jak se expanze vesmíru zrychluje, pokud Hubbleova konstanta klesá? - Astronomie

Můžete mi prosím poskytnout přesnou rychlost vesmíru?

Parametr, který se používá k popisu toho, jak rychle se vesmír rozpíná, je Hubblova konstanta (která nám říká, jak rychle se objekty od nás vzdalují v závislosti na vzdálenosti). Historicky se hodně diskutovalo o přesné hodnotě Hubblovy konstanty, ale jak se zlepšily experimentální techniky, došlo ke shodě na hodnotě 70 km / s na Megaparsec (3,26 milionu světelných let), přičemž se shodly v podstatě všechny moderní experimenty tuto hodnotu.

Techniky používané k odhadu Hubblovy konstanty zahrnují pohled na astronomické objekty, kterým rozumíme, a srovnáváme pozorování v různých vzdálenostech od nás. Některé z použitých objektů jsou proměnné Cepheid (mladé a hmotné hvězdy, jejichž svítivost se pravidelně mění), supernovy (exploze hvězdy na konci jejího života) a kulové hvězdokupy (husté skupiny starých hvězd nalezené ve středu galaxií). Tyto objekty používáme, protože získáváme odhad jejich vzdáleností, což je v astronomii obecně velmi těžké. Když astronomové znají vzdálenost a rudý posuv těchto galaxií (tj. Jak rychle se vzdalují), což je relativně snadné, pak mohou získat měření Hubblovy konstanty.

O autorovi

Amelie Saintonge

Amelie pracuje na způsobech detekce signálů galaxií z radiových map.


Rozšiřující se vesmír rychleji, než předpovídali vědci

Zdá se, že vesmír se nyní rozpíná rychleji, než předpovídaly měření rychlosti, jak je vidět krátce po velkém třesku, zjistila studie vedená vědcem z univerzity Johns Hopkins.

Laureát Nobelovy ceny Adam Riess, profesor Thomas J. Barber a Bloomberg na katedře fyziky a astronomie Johna Hopkinse, uvedli, že výsledky shromážděné pomocí Hubblova kosmického dalekohledu NASA by mohly osvětlit složení vesmíru a vyvolat otázky o Einsteinově teorii gravitace.

"Toto překvapivé zjištění může být důležitým vodítkem k pochopení záhadných částí vesmíru, které tvoří 95 procent všeho a nevyzařují světlo, jako je temná energie, temná hmota a temné záření," řekl Riess, který je také přidružený k Space Telescope Science Institute v Baltimoru. Studie, která se objeví v nadcházejícím čísle Astrofyzikální deník provedla Riess a 14 spoluautorů z 11 výzkumných institucí, včetně Johns Hopkins University.

Riess uvedl, že příčinou zrychlující se expanze vesmíru je jedna z největších tajemství fyziky a už roky pracuje na zlepšení kvality měření v naději, že odhalí vodítko. Tato studie je součástí tohoto úsilí.

Nová práce bere přesnější měřítko rychlosti expanze pomocí nových technik, vycházející z dřívějšího výzkumu, pro který Riess a další dva vědci sdíleli Nobelovu cenu za fyziku za rok 2011. Výsledkem je bezprecedentní přesnost, která snižuje nejistotu pouze na 2,4 procenta.

Vylepšená Hubbleova konstantní hodnota - míra rychlosti rozpínání vesmíru & # 8212 je 73,2 kilometrů za sekundu na přibližně 3 miliony světelných let. Jinými slovy, vesmír se každých 3,26 milionu světelných let rozpíná rychleji o 73,2 kilometrů za sekundu. Nová hodnota znamená, že vzdálenost mezi kosmickými objekty se za dalších 9,8 miliard let zdvojnásobí.

Toto rafinované měření však vyvolává otázku. To neodpovídá rychlosti expanze předpovídané pro vesmír z jeho trajektorie viděné nedávným satelitem krátce po Velkém třesku. Měření dosvitu velkého třesku prováděné družicovou misí Planck Evropské vesmírné agentury přineslo předpovědi, které jsou u Hubblovy konstanty o 9 procent menší. Rozdíl v Planckově měření je 3 až 4krát větší než nejistota, takže je rozdíl docela významný.

"I když již byly zveřejněny pochybnosti o přesnosti některých těchto dat CMB, vzato v nominální hodnotě, zdá se, že možná nemáme správné porozumění, a to mění, jak velká by dnes měla být Hubblova konstanta," řekl Riess.

Charles L. Bennett, významný profesor Bloomberg a Centennial Profesor fyziky a astronomie absolventů Johns Hopkins, který nebyl součástí výzkumného týmu, uvedl, že nová studie „zpřesňuje lokální měření rychlosti expanze vesmíru, což je jedno z skalních měření v kosmologii a je tomu tak po celá desetiletí. Toto důležité nové měření rychlosti expanze ještě zvětšilo rozdíly v rychlosti expanze mise Planck. & # 8221

Existuje několik možných vysvětlení nadměrné rychlosti vesmíru. Temná energie, o které je již známo, že zrychluje vesmír, může odhánět galaxie od sebe s ještě větší - nebo rostoucí silou. Další myšlenkou je, že vesmír obsahoval ve své rané historii novou subatomární částice, která se pohybovala blízko rychlosti světla. Tyto rychlé částice se souhrnně označují jako „temné záření“ a zahrnují dříve známé částice, jako jsou neutrina. Více energie z dalšího tmavého záření by mohlo odhodit nejlepší úsilí k předpovědi dnešní rychlosti expanze z trajektorie po Velkém třesku.

Rychlejší vesmír může astronomům také říkat, že Einsteinova gravitační teorie je neúplná.

Zpravodajské zprávy z Univerzity Johns Hopkins University jsou k dispozici online, stejně jako informace pro reportéry. Chcete-li sjednat video nebo audio rozhovor s odborníkem Johns Hopkins, kontaktujte mediálního zástupce uvedeného výše nebo navštivte naši webovou stránku studia. Najděte více příběhů Johns Hopkins v centru.


Studie: Vesmír se rozšiřuje konstantní rychlostí

Pohled na hvězdokupu z galaxie Abell 1689. Obrazový kredit: NASA / ESA / Hubble Heritage Team / STScI / AURA / J. Blakeslee, Dominion Astrophysical Observatory / H. Ford, JHU.

V 90. letech dvě skupiny astronomů oznámily svá pozorování, že expanze vesmíru se zrychluje za posledních sedm miliard let.

Jejich závěry byly založeny na analýze supernov typu Ia (SN Ia), které jsou rozhodující pro studium hvězdné evoluce, evoluce galaxií a kosmologie. Tyto objekty jsou díky své konzistenci známé jako „standardní svíčky“, což umožňuje astronomům měřit vzdálenosti ve vesmíru.

Nejrozšířenější teorií vysvětlující zrychlující se expanzi vesmíru je existence podivné formy energie zvané „temná energie“.

Nyní výzkumný tým pod vedením Oxfordské univerzity zpochybnil tento kosmologický koncept. S využitím údajů z katalogu 740 SN Ia vědci zjistili, že důkazy o zrychlení mohou být choulostivější, než se dříve myslelo, přičemž data jsou konzistentní s konstantní rychlostí expanze.

"Objev zrychlující se expanze vesmíru získal Nobelovu cenu, Gruberovu cenu za kosmologii a cenu za průlom ve základní fyzice," uvedl hlavní autor Prof. Subir Sarkar z University of Oxford ve Velké Británii a Niels Bohr Institute v dánské Kodani.

"To vedlo k širokému přijetí myšlenky, že ve vesmíru dominuje 'temná energie', která se chová jako kosmologická konstanta & # 8211, toto je nyní 'standardní model' kosmologie."

"Nyní však existuje mnohem větší databáze supernov, na kterých lze provádět důkladné a podrobné statistické analýzy," řekl.

Prof.Sarkar a jeho kolegové analyzovali katalog Společné analýzy světelných křivek 740 SN Ia & # 8212 více než 10krát větší než původní vzorky, na nichž bylo založeno tvrzení o objevu & # 8212, a zjistili, že důkazy pro zrychlenou expanzi jsou nanejvýš co fyzici nazývají „3 sigma“.

"To zdaleka nedosahuje standardu„ 5 sigma “požadovaného k získání objevu zásadního významu,“ uvedl profesor Sarkar.

K dispozici jsou další data podporující myšlenku zrychlujícího se vesmíru, například informace o kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB) z kosmického dalekohledu Planck od ESA.

"Všechny tyto testy jsou však nepřímé, prováděné v rámci předpokládaného modelu, a CMB není přímo ovlivněna temnou energií," uvedl profesor Sarkar.

"Ve skutečnosti skutečně existuje jemný efekt, pozdně integrovaný Sachs-Wolfeův efekt, ale toto nebylo přesvědčivě zjištěno."

"Je tedy docela možné, že jsme uvedeni v omyl a že zjevný projev temné energie je důsledkem analýzy dat v příliš zjednodušeném teoretickém modelu, který byl ve skutečnosti vytvořen ve třicátých letech minulého století, dlouho předtím, než existoval skutečný data, “řekl.

"Sofistikovanější teoretický rámec zohledňující pozorování, že vesmír není přesně homogenní a že jeho obsah hmoty se nemusí chovat jako ideální plyn & # 8211 dva klíčové předpoklady standardní kosmologie & # 8211 mohou být schopny zohlednit všechna pozorování." bez potřeby temné energie. “

"Ve skutečnosti je vakuová energie něčím, čemu v základní teorii absolutně nerozumíme."

"Přirozeně bude zapotřebí hodně práce, aby se o tom přesvědčila komunita fyziky, ale naše práce slouží k prokázání, že klíčový pilíř standardního kosmologického modelu je poněkud vratký," uzavřel profesor Sarkar.

"Doufejme, že to bude motivovat k lepším analýzám kosmologických dat a také k inspirování teoretiků k prozkoumání jemnějších kosmologických modelů."

Zjištění týmu byla zveřejněna v časopise z 21. října 2016 Vědecké zprávy.


Nová měření pomocí HST potvrzují, že se vesmír rozpíná rychleji, než se očekávalo

Nová měření z Hubblova kosmického dalekohledu NASA potvrzují, že vesmír expanduje přibližně o 9% rychleji, než se očekávalo na základě jeho trajektorie pozorované krátce po velkém třesku, tvrdí astronomové.

Nová měření, publikovaná 25. Dubna v Astrofyzikální deníkové dopisy, snižte pravděpodobnost, že rozdílem je nehoda, z 1 na 3 000 na pouze 1 ze 100 000 a naznačte, že k lepšímu pochopení vesmíru může být zapotřebí nová fyzika.

„Tento nesoulad roste a nyní dosáhl bodu, který je opravdu nemožné zavrhnout jako náhodu. To není to, co jsme očekávali,“ říká Adam Riess, významný profesor fyziky a astronomie Bloomberg na Univerzitě Johna Hopkinse, laureát Nobelovy ceny a vedoucí projektu.

V této studii analyzoval Riess a jeho tým SH0ES (Supernovae, H0 pro stavovou rovnici) světlo ze 70 hvězd v naší sousední galaxii, Velkém Magellanově mračnu, novou metodou, která umožňovala pořizovat rychlé snímky těchto hvězd. Hvězdy zvané cefeidské proměnné se rozjasňují a stmívají předvídatelnými rychlostmi, které se používají k měření blízkých mezigalaktických vzdáleností.

Obvyklá metoda měření hvězd je neuvěřitelně časově náročná, Hubble může pozorovat pouze jednu hvězdu na každých 90 minut oběžné dráhy kolem Země. Pomocí své nové metody zvané DASH (Drift And Shift) vědci využívající Hubble jako kameru typu „point-and-shoot“ k prohlížení skupin cefeidů, což týmu umožňuje pozorovat tucet cefeidů za stejnou dobu, jakou by normálně trvat pozorovat jen jeden.

S těmito novými daty byli Riess a tým schopni posílit základ žebříčku kosmických vzdáleností, který se používá k určení vzdáleností ve vesmíru, a vypočítat Hubbleovu konstantu, což je hodnota toho, jak rychle se vesmír časem rozpíná.

Tým spojil svá Hubblova měření s další sadou pozorování provedených projektem Araucaria, což je spolupráce mezi astronomy z institucí v Chile, USA a Evropě. Tato skupina prováděla měření vzdálenosti k Velkému Magellanovu mračnu sledováním stmívání světla, jak jedna hvězda prochází před svým partnerem v zákrytových systémech binárních hvězd.

Kombinovaná měření pomohla týmu SH0ES vylepšit skutečný jas Cepheidů. S tímto přesnějším výsledkem by tým mohl „utáhnout šrouby“ zbytku distančního žebříčku, který využívá vybuchující hvězdy zvané supernovy k rozšíření hlouběji do vesmíru.

Jak se měření týmu staly přesnějšími, jejich výpočet Hubblovy konstanty zůstal v rozporu s očekávanou hodnotou odvozenou z pozorování expanze raného vesmíru satelitem Planck Evropské vesmírné agentury na základě podmínek, které Planck pozoroval 380 000 let po Velkém třesku.

„Nejsou to jen dva nesouhlasné experimenty,“ vysvětlil Riess. „Měříme něco zásadně odlišného. Jedním z nich je měření toho, jak rychle se vesmír dnes rozpíná, jak to vidíme. Druhým je předpověď založená na fyzice raného vesmíru a na měřeních, jak rychle by se měl rozpínat. . Pokud tyto hodnoty nesouhlasí, je velmi pravděpodobné, že nám v kosmologickém modelu chybí něco, co spojuje obě epochy. “

I když Riess nemá odpověď na to, proč přesně existuje tento rozpor, on a tým SH0ES budou i nadále dolaďovat Hubbleovu konstantu s cílem snížit nejistotu na 1%. Tato nejnovější měření snížila nejistotu v míře expanze z 10% v roce 2001 na 5% v roce 2009 a nyní na 1,9% v této studii.


Hubbleův vesmír potvrzuje, že se vesmír rozšiřuje rychleji, než se očekávalo: data jako „Fluke“ nyní nelze odmítnout

Vesmír se rozpíná rychleji, než se očekávalo, tvrdí vědci po přezkoumání nových měření z Hubblova kosmického dalekohledu NASA. Zjištění ukázala, že vesmír se rozpíná přibližně o 9 procent rychleji, než by mělo být, a naznačuje, že v kosmologických modelech chybí něco, co pomáhá vysvětlit, co se stalo po Velkém třesku.

Vědci vědí, že se vesmír rozpíná, protože pozorování ukázala, že vzdálené objekty ve vesmíru a galaxie a galaxie se pohybují dále od nás. V roce 2011 obdrželi Adam Riess, Saul Perlmutter a Brian P. Schmidt Nobelovu cenu za fyziku za poskytnutí důkazů, které prokázaly, že se vesmír rozpíná rychlostí.

S výpočtem rychlosti expanze však nastal problém. V roce 2016 NASA uvedla, že vesmír expanduje o 6 až 9 procent rychleji, než se očekávalo. Nesrovnalost souvisí s očekávanou trajektorií po Velkém třesku: „Pokud známe počáteční množství věcí ve vesmíru, jako je temná energie a temná hmota, a máme správnou fyziku, pak můžete přejít z měření na krátce po Velkém třesku a pomocí tohoto porozumění předpovědět, jak rychle by se měl vesmír dnes rozšiřovat, “uvedl Riess ve svém prohlášení v té době.

Měření a pozorování z raného vesmíru pomocí satelitu Planck Evropské kosmické agentury naznačovaly určitou míru zrychlení expanze. Data z Hubbleu a mdash však byla použita k výpočtu „Hubblovy konstanty“, měrné jednotky, která popisuje rychlost rozpínání vesmíru a neodpovídá tomu.

Ve studii publikované v The Astrophysical Journal LettersRiess a kolegové uvedli, že šance, že tato nerovnost je náhodná, je přibližně jedna ku 100 000. „Tento nesoulad roste a nyní dosáhl bodu, který je opravdu nemožné zavrhnout jako náhoda. To není to, co jsme očekávali,“ uvedl Riess, který je významným profesorem fyziky a astronomie Bloomberg na Univerzitě Johna Hopkinse v prohlášení.

„Nejedná se pouze o dva experimenty, které nesouhlasí. Měříme něco zásadně odlišného. Jedním z nich je měření toho, jak rychle se dnes vesmír rozpíná, jak vidíme. Druhým je předpověď založená na fyzice raného vesmíru a na měřeních jak rychle by se to mělo rozšiřovat. Pokud tyto hodnoty nesouhlasí, je velmi pravděpodobné, že nám v kosmologickém modelu, který spojuje obě epochy, něco chybí. “

V příspěvku se tým podíval na světlo hvězd ve Velkém Magellanově mračnu, jedné z našich sousedních galaxií. Použili nově vyvinutou techniku, která jim umožnila pozorovat více hvězd za kratší dobu. Tímto způsobem byli schopni poskytnout více důkazů k zálohování Hubblovy konstanty a mdashandu, aby ukázali, že vesmír skutečně zrychluje rychleji, než se očekávalo.

Výsledkem je, že tým řekl, že se zdá, že v modelech chybí „kosmologický rys“. Co to bude, bude předmětem dalšího výzkumu.


Většina z nás si neuvědomuje, že se náš vesmír neustále rozšiřuje. Kosmologové - vědci, kteří studují vývoj vesmíru - mohou určit, jak se v průběhu času mění, pomocí vizualizace velmi vzdáleného záření, které zbylo z Velkého třesku, ke kterému došlo před 13,8 miliardami let. Protože světlo se pohybuje konstantní rychlostí, prohlížení vzdálených objektů ve vesmíru jim umožňuje vidět je tak, jak to bylo, když vesmír poprvé začal. Pomocí této techniky kosmologové předpovídají, že zatímco vesmír se po Velkém třesku nejprve poměrně rychle rozšířil, tato expanze se později zpomalila kvůli vzhledu tajemné síly známé jako temná hmota.

Pomocí nové techniky, kosmologové z University of California, Davis nyní zjistili, že vesmír se rozpíná rychleji, než předpovídaly původní modely. Ve své studii vědci využili dalekohled Keckova observatoře na Havaji, který je vybaven speciálními čočkami, které měří způsob, jakým dochází ke zkreslení světla vesmírnými objekty při jeho cestě k Zemi. Poté, co dalekohled namířil na tři velmi aktivní galaxie hluboko ve vesmíru, shromáždil několik zkreslených obrazů galaxií, které odpovídaly různým časovým bodům. Porovnáním těchto obrazů zjistili kosmologové, že vesmír se rozpíná přibližně o 9% rychleji než rychlost předpovídaná konvenčními modely.

Ačkoli není neobvyklé, že experimentální data zpochybňují teoretické modely, vědci musí pečlivě vyloučit možné příčiny chyby, než přijmou provokativní závěry. Tato studie je posílena skutečností, že výsledky potvrzují výsledky získané z Hubblova kosmického dalekohledu, široce důvěryhodného nástroje v oblasti kosmologie. Jedinečné optické vlastnosti dalekohledu Keck Observatory nyní otevírají možnost použití dalších čoček ke generování ještě přesnějších dat. Pokud budoucí výsledky obstojí, budou mít kosmologové za úkol odhalit, proč existuje rozpor mezi teoretickými a experimentálními údaji. Někteří se domnívají, že tato studie může zahájit éru „nové fyziky“, protože za rychlou expanzí vesmíru může být v současné době neidentifikovaná energie nebo částice.


2 odpovědi 2

Váš popis by odpovídal relativním rychlostem, které jsou konstantní s časem nebo se s časem snižují, ale důkazy naznačují, že se s časem zvyšují.

Myslím, že by situace, kterou popisujete, mohla naznačovat, že jsme ve středu vesmíru, tj. Že veškerá hmota se rozšiřuje z nějakého malého středu s určitým rozdělením v rychlostech.

To by bylo v rozporu s dominantním vědeckým hlediskem, Koperníkovým principem, který říká, že náš nadhled není zvláštní. Ve skutečnosti je jedním z hlavních předpokladů v kosmologii to, že náš vesmír je ve velkém měřítku homogenní a izotropní. Souhlasím, že to není argument. Je to ve skutečnosti kruhové uvažování. Odráží to však běžný názor vědců dnes.

(Z hlediska fyziky můžete tvrdit, že gravitace by způsobila zpomalení hmoty při jejím šíření, ale jsem si docela jistý, že by se to snížilo na běžné Friedmanovy rovnice, takže si nemyslím, že by to vedlo na jakýkoli pozorovatelný rozdíl.)

Upravit: To vše zohledňuje pouze důkazy z rudých posunů. Pro standardní kosmologii však existují další důkazy. Jedná se o nukleosyntézu (BBN) a mikrovlnné pozadí (CMB). Myslím, že BBN by se nezměnil, ze stejného důvodu jako výše, že expandující hmota se řídí stejnými Friedmanovými rovnicemi. Na druhé straně je mikrovlnným pozadím záření, které se k nám dostává z „posledního rozptylového povrchu“ vzdáleného asi 14 miliard světelných let (podle standardní kosmologie) všemi směry. Kdybychom byli celou hmotou ve vesmíru, neviděli bychom, že by odtamtud něco přišlo. Existují také důkazy, že většina hustoty energie pochází z kosmologické konstanty, kterou nelze popsat hmotou, pouze vakuová energie, která skutečně způsobuje expanzi.


Podívejte se na video: Dinosauři žijící v Arktidě. Umělá inteligence domalovala Rembrandta. Nejtěžší Bílý trpaslík TIP260 (Listopad 2022).