Ett av de största mysterierna inom kosmologin är hastigheten med vilken universum expanderar. Detta kan förutsägas med hjälp av standardmodellen i kosmologi Lambda modellen kall mörk materia (ΛCDM). Modellen bygger på detaljerade observationer av det ljus som blev över efter Big Bang – den så kallade kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB).
Universums expansion får galaxer att röra sig bort från varandra. Ju längre bort de är från oss desto snabbare ses expansionen ske. Förhållandet mellan en galax hastighet och avstånd till kan förklaras med "Hubbles konstant", som är cirka 43 km per sekund per megaparsec (längdenhet inom astronomin). Men denna standardmodells värde har nyligen ifrågasatts vilket lett till vad forskare kallar "Hubblespänningen". När vi mäter expansionshastigheten med hjälp av närliggande galaxer och supernovor är den 10 % större än baserat på den kosmiska mikrovågsbakgrunden.
I en ny artikel presenterar forskare vid Oxford university en möjlig förklaring till skillnaden: baserad på att vi lever i ett gigantiskt tomrum i rymden (ett område med en densitet under genomsnittet). Detta visar de utifrån att detta tomrum kan blåsa upp oxh mätas i lokala mätningar genom utflöden av materia från tomrummet. Utflöden skulle uppstå när områden med högre densitet som omger ett tomrum drar isär detta – det skulle då utöva en större gravitationskraft på materia än i områden med lägre densitet inuti tomrummet gör.
Resultatet kommer vid en tidpunkt då populära
lösningar på Hubblespänningen är ifrågasatta. Vissa tror att vi bara behöver
mer exakta mätningar. Andra tror att det går att lösa problemet genom att anta
att den höga expansionstakt vi mäter lokalt faktiskt är den rätta. Men det
kräver en liten justering av expansionshistoriken i det tidiga universumet för
att CMB fortfarande skulle se rätt ut.
Tyvärr visar en granskning fram sju problem med
detta tillvägagångssätt. Om universum expanderade 10 procent snabbare under
större delen av den kosmiska historien, skulle det också vara omkring 10
procent yngre något som motsäger åldern på de äldsta stjärnorna.
Existensen av ett djupt och utsträckt lokalt tomrum
av galaxernas antal och de snabbt observerade flödena tyder starkt på att
strukturen växer snabbare än förväntat i CMB på skalor från tiotals till
hundratals miljoner ljusår.
Intressant nog vet vi att det massiva galaxklustret ElGordo ( sju miljarder ljusår bort från oss) bildades tidigt i den kosmiska
historien och har för hög massa och expansionhastighet för att vara kompatibelt med standardmodellen. Detta är ytterligare ett bevis på att strukturer bildas
för långsamt i standardmodellen.
Då gravitationen är den dominerande kraften i stora
skalor behöver vi med största sannolikhet utvidga Einsteins gravitationsteori (den allmänna relativitetsteorin) –på skalor som är större än en miljon ljusår.
Vi har dock inget bra sätt att mäta hur gravitation
beter sig på mycket stora skalor då det inte finns gravitationsbundna objekt
som är så stora nog för detta. Vi kan anta att den allmänna relativitetsteorin
fortfarande är giltig och jämföra den med observationer. Men det är just detta
tillvägagångssätt som leder till de mycket allvarliga anomalier som vår i dag bästa
kosmologiska modell för närvarande står inför.
För mer av intressant läsning i ämnet se https://theconversation.comhär
Inlägget
är en sammanfattning av en artikel i theconversation.com/ författad av Indranil
Banik Postdoktoral forskare i
astrofysik, University of St Andrews
Bild vikipedia på galaxklustret El Gordo som består av två
separata galaxhopar som kolliderar i flera miljoner kilometers hastighet.
