Bild https://theconversation.com Illustration som visar att något fler galaxer
bildats längs krusningarna av de ursprungliga ljudvågorna (markerade med
blått) än någon annanstans. Sedan sträcktes galaxernas ringar ut i takt med
universums expansion. Övriga galaxer är nedtonade i bilden för att effekten lättare ska ses. Nasa
Om man ser upp på natthimlen kan det verka som om
vårt kosmiska grannskap är fullt av planeter, stjärnor och galaxer. Men
forskare har länge föreslagit att det kan finnas mycket färre galaxer i vår
kosmiska omgivning än vad man tror.
I själva verket verkar det som om vi lever i ett
gigantiskt kosmiskt tomrum med ungefär 20 % lägre densitet än den
genomsnittliga densiteten av materia i övriga kosmos.
Alla fysiker är inte övertygade om att så är fallet. Men i en ny artikel i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society beskrivs teorin.
Kosmologin befinner sig i en kris och krisen är Hubbles lag : då det lokala universumet verkar expandera cirka 10 procent snabbare än väntat. Den förutspådda hastigheten kommer från extrapolering av observationer av det unga universum fram till idag med hjälp av standardmodellen för kosmologi, känd som Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM).
Vi kan observera det tidiga universum i detalj genom
den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), en relik från det tidiga universum när
det var 1 100 gånger mindre än det är idag. Ljudvågor i det tidiga universum
skapade slutligen områden med låg och hög densitet och temperaturer.
Genom att studera CMB:s temperaturfluktuationer på olika skalor kan vi i princip "lyssna" på ljudet från det tidiga universum som är särskilt "bullrigt" på vissa skalor. beskriver Banik och tillägger "Mina kollegor och jag har tidigare argumenterat för att spänningen i Hubble-systemet kan bero på att vi befinner oss i ett stort tomrum. Det beror på att den glesa mängden materia i tomrummet skulle attraheras av gravitationen till den tätare materian utanför det, och materia kontinuerligt flödar ut ur tomrummet.
I tidigare forskning har vi (studiens forskare Indranil BaniPostdoktoral forskare i astrofysik, University of Portsmouth, Vasileios Kalaitzidis Scottish Universities Physics Alliance, University of Saint Andrews, North Haugh, Saint Andrews, Fife KY16 9SS, Storbritannien) visat att detta flöde skulle få det att se ut som om det lokala universumet expanderar cirka 10 % snabbare än väntat. Det skulle lösa Hubbles lags motsättning.
Men de ville ha mer bevis. Och vi vet att ett lokalt
tomrum skulle förvränga förhållandet mellan BAO-vinkelskalan och
rödförskjutningen något på grund av den snabbare rörliga materian i tomrummet
och dess gravitations effekt på ljuset utifrån.
Lever vi i ett gigantiskt tomrum? Det skulle kunna
lösa gåtan med universums expansion
Så i den nya artikel har Vasileios Kalaitzidis och Indranil
försökt testa tomrumsmodellens förutsägelser med hjälp av BAO-mätningar som
samlats in under de senaste 20 åren. De jämförde tidigare resultat med modeller
utan tomrum under samma bakgrundsexpansionshistorik.
I den tomma modellen ska BAO-linjalen se större ut
på himlen vid varje given rödförskjutning. Och detta överskott borde bli ännu
större vid låg rödförskjutning (nära avstånd), i linje med Hubbles lag.
Observationerna bekräftar denna förutsägelse. Våra
resultat tyder på att ett universum med ett lokalt tomrum är ungefär hundra
miljoner gånger mer sannolikt än ett kosmos utan ett sådant, när man använder
BAO-mätningar och antar att universum expanderar enligt standardmodellen för
kosmologi som ses av CMB.
Vår forskning visar att ΛCDM-modellen utan något
lokalt tomrum befinner sig i "3,8 sigma-spänning" med
BAO-observationerna. Detta innebär att sannolikheten för ett universum utan ett
tomrum som passar dessa data är mindre sannolik. Kort sagt modeller som visar tomrum passar insamlad data ganska bra.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar