Fysiker söker svaret på varför universum expanderar

 

Lado Samushia, docent i fysik vid College of Arts and Sciences ingår i ett samarbete där man studerar den mystiska kraften bakom universums accelererande expansion vilken av flertalet kallas mörk energi.

För ändamålet använder forskarna Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) som finns vid Kitt Peak National Observatory i Tucson, Arizona. Syftet är att kartlägga mer än 40 miljoner galaxer, kvasarer och stjärnor. Studien hanteras av US Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory. 

Forskarna släppte nyligen en första omgång data innehållande nästan två miljoner objekt som astronomer nu har möjlighet att analysera och utforska vidare. De publicerade även en uppsättning artiklar inkluderat tidigare mätningar av galaxhopar, studier av sällsynta objekt och beskrivningar av de instrumentet de använder och kartläggningsoperationer till  tidigare publicerade datautgåva.

Hanyu Zhang,  K-State doktorand i fysik under handledning av Samushia en av ledande författarna till artikeln "DESI One-Percent Survey: Exploring the Halo Occupation Distribution of Luminous Red Galaxies and Quasi-Stellar Objects with AbacusSummit."

Vårt team analyserade egenskaperna av två typer av galaxer  lysande röda galaxer och galaxer som innehåller kvasi-stellära objekt (radiokällor)  i sitt centrum. Vi såg mycket tydligt att  de lysande röda galaxerna får sin massa och genom att de drar till sig mindre  satellitgalaxer över tid  beskriver Zhang och tillägger i artikeln att dessa insikter ger värdefull belysning av fysiken som är involverad i utvecklingen av massiva galaxer.A (alternativt kan det vara satellitgalaxer som själva drar sig mot dessa galaxer)

DESI använder 5 000 robotlägesinställareställare för att flytta optiska fibrer som fångar in ljus från objekt som finns miljontals eller miljarder ljusår bort. Det är världens mest kraftfulla kartläggningsspektrograf. Den kan och kan mäta ljus från mer än 100000 galaxer under en enda natt. Ljuset visar hur långt bort ett objekt är och utifrån detta kan en kosmisk 3D-karta konstrueras.

När universum expanderar sträcks ljusets våglängd ut vilket gör ljuset rödare. Denna våglängdssträcka kallas rödförskjutning. Ju längre bort galaxen är desto större är rödförskjutningen. DESI  är specialiserat på att samla in rödförskjutningdata som sedan kan användas för att lösa någon av astrofysikens gåtor. Ex Gåtan vad mörk energi är och hur har det förändrats genom universums historia.

För att lära mer om DESI och denna forskning, se denna  länk från Berkeley Lab.  

Bild vikipedia på Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) designen i februari 2016

Kan universums expansion vara en hägring som vi missuppfattar som sanning?

 

Att universums expansion kan vara en hägring föreslås  i en ny  studie.

Denna i studien nya teori om kosmos föreslås även lösningar till den mörka energin och mörka materians mysterium vilka sammantaget forskare anser står för cirka 95% av den totala energin och materien i universum.

Studien publicerades i en artikel den 2 juni 2023 i tidskriften Classical and Quantum Gravity, av professorn i teoretisk fysik Lucas Lombriser som arbetar på universitetet i Genève.

Forskare har sedan länge funnit bevis för att universums expansion accelererar snabbare och snabbare. Denna accelererande expansion beskrivs i en term som kallas den kosmologiska konstanten eller lambda. 

Den kosmologiska konstanten är en gåta för kosmologer eftersom förutsägelser av dess värde som gjorts utifrån partikelfysik skiljer sig från faktiska observationer med 120 storleksordningar. Den kosmologiska konstanten har därför beskrivits som "den oförstådda förutsägelsen i fysikens historia".

Kosmologer försöker ofta lösa skillnaden av lambdas (den kosmologiska konstanten) olika värden genom att föreslå att den beror på ännu ej funna nya partiklar eller fysiska krafter, men Lombriser tacklar detta påstående  genom att omtolka och  göra förståeligt dessa värden utifrån det som vi redan vet finns.

I studien av kosmos och dess olösta pussel utfördes en matematisk omvandling av de fysiska lagar som styr det, berättar Lombriser för Live Science via e-post.

I Lombrisers matematiska tolkning expanderar universum inte utan är platt och statiskt, likt Einstein en gång trodde. De effekter vi observerar som pekar på expansion förklaras istället av utvecklingen av massorna av partiklar - som protoner och elektroner - över tid.

I den här teorin uppstår dessa partiklar från ett fält som genomsyrar rumtiden. Den kosmologiska konstanten bestäms av fältets massa och eftersom detta fält skiftar, skiftar också massorna av partiklarna som uppstår. Den kosmologiska konstanten varierar fortfarande med tiden i denna teori men i denna modell beror variationen på att partikelmassan förändras över tid inte av att universum expanderar.

I modellen resulterar dessa fältskiftningar i större rödförskjutning (då vi ser på dem och åldersbestämmer efter denna)  för avlägsna galaxhopar än vad traditionella kosmologiska modeller förutsäger. Och på det viset förblir den kosmologiska konstanten trogen denna modells förutsägelser.

Jag blev förvånad över att det kosmologiska konstant problemet helt enkelt verkar försvinna i detta nya synsätt på kosmos, beskriver Lombriser.

Lombrisers nya ramverk tar även itu med några av kosmologins andra problem, inklusive den mörka materiens natur. Den mörka materian överträffar vanliga materiepartiklar med ett förhållande mellan 5 och 1 men förblir mystisk eftersom den inte interagerar med ljus. Den förblir osynlig.

Lombriser föreslår att skiftningar i fältets massa (se ovan)  också kunde bete sig som ett så kallat axionfält med axioner (en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill säga den är en boson) som hypotetiska partiklar som en  kandidat till vad mörk materia består av.

Dessa fältskiftningar kan också göra sig av med mörk energi. Den hypotetiska kraft som sträcker ut sig i rymden och därmed driver galaxer isär snabbare och snabbare. I denna modell skulle effekten av mörk energi, enligt Lombriser, förklaras av partikelmassor som tar en annan evolutionär väg över tid i universum. Postdoktoral forskare vid Universidad ECCI, Bogotá, Colombia, Luz Ángela García var imponerad av Lombrisers nya tolkning och  hur många problem modellen löser. 

"Studien är ganska intressant och ger ett ovanligt resultat för flera problem i kosmologi, säger García, som dock  inte var inblandad i forskningen, till Live Science. Teorin ger ett utlopp för de nuvarande spänningarna (gåtorna) i kosmologin.

García uppmanade dock till försiktighet vid bedömningen av studiens resultat och sa att det innehåller element i sin teoretiska modell som sannolikt inte kan testas genom observationer åtminstone inte inom en snar framtid och därmed inte bekräftas.

Bild https://www.wallpaperflare.com/

Skilda resultat visas på universums expansionshastighet beroende på mätinstrument

 

Universum expanderar – men exakt hur snabbt kan diskuteras då skilda mätresultat från skilda men absoluta metoder ger skilda resultat. Svaret ger därför flera svar och beror på om det tas hänsyn till den kosmiska expansionshastighet - kallad Hubbles konstant, (Hubbles lag) eller H0 - baserat på ekot från Big Bang (den kosmiska mikrovågsbakgrunden kallad CMB) eller om man mäter H0 direkt baserat på dagens stjärnor och galaxer. Problemet är känt som Hubble-spänningen och förbryllar astrofysiker och kosmologer runt om i världen.

I en ny studie utförd av forskargruppen Stellar Standard Candles and Distances, ledd av Richard Anderson vid EPFL: s Instituteof Physics läggs en ny bit till lösningen. Forskningsresultatet är publicerat i Astronomy &; Astrophysics och uppnådde den mest exakta kalibreringen av cepheidstjärnor. 

Cepheidstjärnor är en typ av variabel stjärna vars ljusstyrka fluktuerar över en definierad period och därför används vid  avståndsmätningar. Forskningen var baserad på data som samlats in genom  Europeiska rymdorganisationens (ESA: s) Gaia-uppdrag. Den nya kalibreringen förstärker Hubble-spänningen ytterligare. 

Hubblekonstanten (H0) är uppkallad efter astrofysikern som tillsammans med Georges Lemaître upptäckte fenomenet i slutet av 1920-talet. Det mäts i kilometer per sekund per megaparsec (km / s / Mpc), där 1 Mpc är cirka 3,26 miljoner ljusår.

Vid den bäst direkta mätningen av H0 används en "kosmisk avståndsstege", vars första steg ställs in  ur den absoluta kalibreringen av Cepheidstjärnors ljusstyrka, nu omkalibrerad i den nya studien. Cepheiderna kalibrerar i sin tur nästa steg på stegen, där supernovors  expansion analyseras. Denna avståndsstege, mätt av supernovorna, H0, för Equation of State of dark energy (SH0ES) gjorde teamet under ledning av Adam Riess, vinnare av Nobelpriset i fysik 2011 av H0 på 73,0 ± 1,0 km / s / Mpc.

H0 kan också bestämmas genom att tolka CMB - vilket är den allestädes närvarande mikrovågsstrålning som finns kvar från Big Bang. Detta "tidiga universum"  som mätmetod måste dock antas som den mest detaljerade fysiska förståelsen av hur universum utvecklas vilket gör det till modellberoende. ESA:s Plancksatellit har tillhandahållit de mest kompletta uppgifterna om CMB, och dess arbetsmetod var H0 67,4 ± 0,5 km/s/Mpc.

Den nya studien är viktig eftersom den förstärker avståndsstegen genom att förbättra kalibreringen av cepheider som avståndsspårare. Faktum är att den nya kalibreringen gör det möjligt att mäta astronomiska avstånd inom ± 0,9%, och det ger starkt stöd till  mätningen. Dessutom bidrog resultaten som erhölls vid EPFL, i samarbete med SH0ES-teamet, till att förfina H0-mätningen vilket resulterade i förbättrad precision och en ökad betydelse för Hubble-spänningen.

Studien bekräftar expansionshastigheten på 73 km/s/Mpc, men ännu viktigare den ger även de mest exakta, tillförlitliga kalibreringarna av cepheider som verktyg för att mäta avstånd hittills, beskriver Anderson det i studien och tillägger att de även utvecklade en metod som sökte efter cepheider  i stjärnhopar i Vintergatan. Tack vare detta  kunde vi dra nytta av det bästa i  Gaias parallaxmätningar samtidigt som vi kunde dra nytta av den ökade precision som de många stjärnhopsmedlemmarna gav. Det gjorde det möjligt för oss att pressa noggrannheten av Gaia-parallaxer till sin gräns och ge en fastaste grund för arbetsmetoden med avståndsstegen.

En skillnad på bara några km/s/Mpc  spelar stor roll i universums enorma skala beskriver Anderson och tillägger med följande liknelse: Antag att du vill bygga en tunnel genom att gräva från två motsatta sidor av ett berg. Om du har förstått typen av sten korrekt och om dina beräkningar är korrekta, kommer de två hålen du gräver att mötas i mitten. Men om de inte gör det betyder det att du gjort ett misstag - antingen är dina beräkningar felaktiga eller så har du fel om typen av sten. Det är vad som händer med Hubble-konstanten. Ju mer bekräftelse vi får på att våra beräkningar är korrekta desto mer kan vi dra slutsatsen att diskrepansen innebär att vår förståelse av universum är felaktig att universum inte är riktigt  som vi trodde.

Skillnaden har även många andra konsekvenser. Den ifrågasätter själva grunderna, som den mörka energins natur, tid-rymdkontinuum och gravitationen. Det betyder enligt Anderson att vi måste ompröva de grundläggande begreppen som ligger till grund för vår övergripande förståelse i fysik.

Jag (mina funderingar) anser att vi inte har hel förståelse av fysiken (verkligheten) och att ett paradigmskifte förr eller senare kommer. Kanske strängteorin ska tas mer på allvar då den kan förklara det mesta kanske allt.

Forskargruppens studie ger ett viktigt bidrag även inom andra områden. – Eftersom våra mätningar är så exakta ger de oss insikt i Vintergatans geometri, säger Mauricio Cruz Reyes, doktorand i Andersons forskargrupp och huvudförfattare till studien. Den mycket noggranna kalibrering vi utvecklat kommer att göra det möjligt för oss att bättre bestämma Vintergatans storlek och form och dess avstånd till andra galaxer. Vårt arbete bekräftade också tillförlitligheten hos Gaia-data genom att jämföra dem med dem från andra teleskop.

Bild flickr.com

Hubbleteleskopets nya data om universums expansion.

 

Nasas Hubble Space Telescope har slutfört ett nästan 30-årigt arbete vilket har kalibrerat mer än 40 markörer av rymd och tid för syftet att hjälpa forskare att exakt mäta universums expansionshastighet.

Sökandet av universums expansionstakt började på 1920-talet med mätningar av astronomerna Edwin P. Hubble och Georges Lemaître. 1998 ledde fortsatta mätningar till  det som fick namnet "mörk energi", en mystisk kraft som påskyndade universums expansion. Under de senaste årens insamlade av ny data från Hubbleteleskopet och andra teleskop fann astronomer en skillnad mellan expansionshastigheten som uppmätts i nuvarande universum jämfört med hur hastigheten var strax efter bigbang som matematiskt räknats ut till ett annat värde.

Orsaken till skillnaden är  inte förstådd. Hubble-datan omfattar en mängd mätningar av skilda kosmiska objekt som fungerar som avståndsmarkörer vilkas resultat stöder  att något konstigt pågår som vi inte förstår eventuellt kan vi ha fått kontakt med en för oss okänd fysik.

Nobelpristagaren Adam Riess vid Space Telescope Science Institute (STScI) och Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland leder ett vetenskapligt samarbete som undersöker universums expansionstakt, Projektet heter SHOES, (Supernova, H0) vilket är ekvationen för tillståndet för mörk energi. "Det här är vad Hubble-rymdteleskopet byggdes till att göra, att med hjälp av de bästa teknikerna undersöka universums expansionstakt. Detta är sannolikt Hubbles magnum opus  eftersom det skulle ta ytterligare 30 år av Hubble att fördubbla detta resultat av datamängd, säger Riess.

Riess arbete ska offentliggöras i ett specialnummer av The Astrophysical Journal där det ska publiceras en rapport om att slutföra den största och sannolikt den sista stora uppdateringen av Hubbles lag.  

De nya resultaten mer än fördubblar det tidigare urvalet av kosmiska avståndsmarkörer. Riess team analyserade även alla tidigare data. Hela datasetet innehåller nu över 1000 Hubbledata.

Det finns mycket vi ännu inte  förstår av universum och expansionshastighetens skillnader över tid och rum av universum är en. För mer om just detta arbete följ denna länk från Hubbleteleskopets hemsida. 

Ett än mer och förbättrat insamlande av data om detta kommer i ett senare skede att göras av James Webb teleskopet.

Jag (min anm.) anser att det inte är konstigt om expansionshastigheten var lägre efter BigBang än den är nu. Visst den är större nu och accelererar fortfarande men kan inte det förklaras av att det som startade i ett ingenting inte får motstånd av något som gravitation eller annat utan en fart i en tomhet som plötsligt finns ökar per automatik en rörelse som sker. Det mystiska som vi inte kan förstå är egentligen vad expandrar universum i? Är det samma sak som att fråga om inget fanns men något otroligt lite uppstod som plötsligt blev BigBang varifrån hände eller uppstod detta eller är den frågan ett moment 22?

Bild pixabay.com

Universums expansionshistoria försöks förstås med supernovor

 

En supernova är en exploderande eller en exploderad stjärna. Något som är slutet för större stjärnor och om det händer närmre än 200 ljusår  från oss får det förödande konsekvenser. Vår sol kommer dock inte att sluta som detta utan istället svälla upp till en röd jätte och sedan sjunka samman till en vit dvärg.

Edwin Hubbles observationer för över 90 år sedan visade att universums expansion förblir en hörnsten i modern astrofysik (Hubbleteleskopet är uppkallat efter honom). Men då man ska beräkna hur snabbt universum expanderat vid olika tidpunkter i historien blir det svårt att få dagens teoretiska modeller att matcha observationerna.

För att lösa detta problem analyserade nyligen ett team lett av Maria Dainotti (biträdande professor vid National Astronomical Observatory of Japan och Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI i Japan inklusive forskare vid Space Science Institute i USA) en katalog innehållande en förteckning av 1048 supernovor som skett vid olika tidpunkter i universums historia. Teamet fann då att de teoretiska modeller man arbetade utefter kan användas för att matcha observationerna om en av konstanterna som används i ekvationerna den så kallade Hubbles lag (som vanligen kallas Hubble-konstanten) får variera  över tid.

 

Det finns flera möjliga förklaringar till denna uppenbara förändring i Hubble-konstanten. En trolig men tråkig möjlighet är att observationsfördomar av de som analyserar finns i dataprovet. För att korrigera för potentiella fördomar (och hålla sig till etablerad astrofysik) använde astronomerna Hyper Suprime-Cam på Subaru Telescope för att observera svagare supernovor (längre bort liggande eller bättre uttryckt gamla supernovautbrott) över ett brett område. Data från ovan  instrument kommer att öka urvalet av observerade supernovor i det tidiga universum och minska osäkerheten i data.

 

Men om de nuvarande resultaten håller i sig under ytterligare utredning och om Hubble-konstanten faktiskt förändras öppnar det frågan om vad som driver förändringen. Att svara på den frågan kan kräva en ny eller åtminstone modifierad, version av astrofysik. Vi vet nämligen i dag inte svaret och kan svårligen förstå vad som driver förändringen med vår nuvarande astrofysik (min anm.) Kanske vi ska se på strängteorin för hjälp till ny förståelse?.

Bild från vikipedia av resterna av Keplers supernova (SN1604) Bild från vikipedia av resterna av Keplers supernova (SN1604) dock ej i naturlig färg utan sammansatt av info av Spitzer Space Telescope).

Ännu vet vi inte universums expansionstakt. Men kanske lösningen finns.

 

Universum skapades enligt Big Bangteorin ur en smäll för 13,8 miljarder år sedan i ingenting från ingenstans och började omedelbart expandera (utökas i ingenting). Expansionen pågår fortfarande, utåt i alla riktningar likt en ballong som blåses upp.

 

Men något stämmer inte i expansiontakten då skilda slag av mätningar ger olika resultat.

 

Fysiker har länge frågat sig om det är något fel med mätmetoderna? Alternativt är det något på gång i universum som fysiker ännu inte har upptäckt och därför inte har tagit hänsyn till och som därför ger skilda resultat? Nu säger en del forskare att det senare kan vara det riktiga. En av dessa är Martin S. Sloth, professor i kosmologi vid SDU (University of southern Denmark).

I en ny vetenskaplig artikel föreslår han och hans SDU-kollega, postdoktorn Florian Niedermannn att det finns ytterligare en okänd typ av mörk energi i universum utöver den som teoretiskt finns. Om du inkluderar denna i de olika beräkningarna av universums expansion, kommer resultaten att vara mer likartade under skilda mätmetoder.

När fysiker beräknar universums expansionshastighet baseras beräkningen på antagandet att universum består av energi, mörk energi, mörk materia och vanlig materia. Fram till nyligen var alla typer av observationer utrustade med en sådan modell (teori) av universums sammansättning av materia och energi, men så är inte längre fallet nu läggs ytterligare en form av mörk materia till (utifrån dessa forskares teori).

 

Motstridiga resultat uppstår när man tittar på de senaste uppgifterna från mätningar av supernovor och den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen. De två metoderna leder helt enkelt till olika resultat för expansionstakten. (Lösningen är enligt ovan en slags mörk materia till för att vårt paradigm inom fysiken ska stämma min anm. Kanske är ett paradigmskifte en bättre lösning jag tänker på strängteorin och dess dimensioner)

 

– I vår modell finner vi att om det fanns en ny typ av extra mörk energi i det tidiga universumet skulle det förklara både bakgrundsstrålningen och supernovamätningarna samtidigt utan motsägelser, säger Martin S. Sloth.– Vi tror att det i det tidiga universum fanns mörk energi av annat slag än  den vi redan anser finns. Du kan jämföra det med när vatten kyls och det genomgår en fasövergång till is med lägre densitet, förklarar han och fortsätter:

– På samma sätt genomgår mörk energi i vår modell en övergång till en ny fas med lägre energitäthet vilket förändrar effekten av den mörka energin på universums expansion.

Enligt Sloths och Niedermanns beräkningar stämmer resultaten om man föreställer sig att mörk energi därmed genomgick en fasövergång som utlöstes av universums expansion. – Det är en fasövergång där många bubblor i den nya fasen plötsligt dyker upp och när dessa bubblor expanderar och kolliderar är fasövergången klar. På kosmisk skala är det en mycket våldsam kvantmekanisk process, förklarar Martin S. Sloth.

 

Idag vet vi ungefär 20 procent är den materia som universum består av och som du och jag, planeter och galaxer är gjorda av. Universum består i övrigt  också enligt teorin av mörk materia, som ingen vet vad det är.

 

Dessutom finns det mörk energi i universum; det är energin som får universum att expandera, och det utgör ca 70 procent av universums energitäthet.

Jag anser att varken mörk materia eller mörk energi finns utan är former av vanlig materia och energi vi ännu inte förstår. Att lägga till ytterligare en slags mörk materia säger jag definitivt nej till min anm. Allt kan förklaras med strängteorin och dess många dimensioner utöver de vi i dag ser som de enda, Höjd, bredd, längd och ev tid. Enligt denna för att ta ett exempel är allt uppbyggt av mycket små strängar inte av minsta möjliga fasta materia. Allt flyter som en filosof (Herakleitos)  sa en gång. 

 

Bild från The Great Conjunction – The Preacher Pollard Blog Min tanke är ”vad är resans mål”.

Ännu en ny teori om mörk energi har sett dagens ljus

International Journal of Modern physics har publicerat en artikel från IKBFU Physics and Mathematics Institute Artyom Astashenok and the Institute i Kaliningrad där en magisterskrivande student Alexander Teplyakov beskriver en ny teori om mörk energi.


Under lång tid trodde man att rymden var fylld med materia som byggt upp stjärnor, planeter, asteroider, kometer och gas. Men sedan dess har universums accelererande expansion bevisats strida mot tyngdlagen om det bara funnits materia. Tyngdlagen gör att ting dras mot varandra och att gravitationskraften tenderar att bromsa expansionen av universum. Men detta stämmer inte med verkligheten istället sker en ökande expansion av universum.


Därför föddes idén att universum är fyllt inte bara med vanlig materia utan även med "mörk energi", som har speciella egenskaper. Ingen vet vad det är och hur det fungerar, så det heter "Dark Energy" och 70 % av universum består av denna energi. Obs även mörk materia ska finnas enligt teorin (min anm.) men nämns inte här. Kanske (fortfarande min anm.) behövs ingen mörk materia för att förklara universums expansionsökning över tid utan enbart mörk energi.


Artyom Astashenok säger följande i rapporten vilket är en ny idé.


"Den så kallade Casimireffekten (uppkallad efter den holländska fysikern Hendrik Casimir) består i det faktum att två metallplattor placerade i vakuum dras till varandra något som varit känt länge.


 Det är svårt att förstå att så sker då inget i detta vakuum kan förklaras utifrån vanlig materia eller energislag vi kan förklara. Utifrån detta har teorin om mörk energi (okänt energislag) kommit och kanske även mörk materia.


Men enligt kvantteorin dyker partiklar ständigt upp och försvinner vilket ger en mycket liten attraktion (men tillräcklig i detta vakuum) mellan dessa plattor.  Och den nya idén är att detta sker på ungefär samma sätt i rymden. Detta accelererar utvidgningen av universum likt plattorna ovan som dras samman. 


Det behöver inte finnas en okänd form av energi enbart samma effekt som casimireffekten utifrån kvantteorin. Men det finns då en manifestation av universums gränser. Detta innebär naturligtvis inte att universum har ett slut utan att någon form av komplex topologi se beskrivning av begreppet topologi här. 


Du tänka dig en analogi från jorden. När något inte har några gränser men likväl är ändlig. Skillnaden mellan jorden och universum är att i det första fallet har vi att göra med två-dimensionell rymd, och i den andra med tredimensionell.


Svårt (min anm.) ja det tycker jag med. Men mörk energi och mörk materia skulle vara skönt att slippa tänka på och lämna över till feltänk och historien. Jag kan istället tänka mig effekten av det svårförstådda men likväl existerande kvantarna.


Bild  från vikipedia på Universums sammansättning enligt en analys av data från WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)  

Åter en ny mätning av mysteriet med expansionsökningen av universum.

Ju längre bort från oss en galax är desto snabbare avlägsnar den från oss (expanderar) . (Man kan man förklara det med ballongtanken (min anm)? Min idé att det är samma sak med en ballongs utvidgning ju större den blir desto större och snabbare utvidgning av den sker.


Hubbleteleskopet har nu åter mätt expansionen utifrån Hubbles konstant med en ny utgångspunkt av mätpunkt.


Bakgrunden för Hubbles konstant är från 1924 då meddelade den amerikanske astronomen Edwin Hubble (vars namn namngivet Hubbleteleskopet) att han upptäckt galaxer utanför Vintergatan med hjälp av det då nya  kraftfulla Hookerteleskopet utanför Los Angeles.


Genom att mäta avståndet till dessa galaxer insåg han att ju längre bort en galax är desto snabbare verkar den avlägsna sig från oss. Detta bevisade att universum expanderar i alla riktningar. Men i större hastighet ju längre från oss ett objekt är. Det var en stor överraskning för astronomer då och det även för Albert Einstein som förutspått ett välbalanserat, statiskt universum.


 Expansionstakten är grunden för hubble-konstanten. Det är ett värde som ger  ledtrådar till ursprung, ålder, utveckling och framtida öde för universum.


Under nära ett århundrade har astronomer arbetat minutiöst med att exakt mäta dess utvidgning, ålder  och avstånd med Hubbles konstant. Innan Hubble Space Telescope lanserades 1990, var universums ålder tänkt ligga mellan 10 och 20 miljarder år, baserat på olika uppskattningar av Hubbles konstant. I dag anses det enligt de senaste mätningarna med Planckteleskopet, från 2013 vara13,798±0,037 miljarder år.


Astronomer har nu gjort en ny mätning av hur snabbtt universum expanderar och för detta använt en helt annan typ av stjärna som utgångspunkt än tidigare men Hubbles konstant använd fortfarande som mätkonstant.


 Den reviderade mätning, som kommer från NASA: s Hubbleteleskop kan leda till en ny tolkning av universums grundläggande egenskaper.


Forskare har under nästan ett århundrade vetat att universum expanderar vilket innebär att avståndet mellan galaxerna i universum blir allt mer omfattande varje sekund. Men exakt hur snabbt har sökts länge genom uträkning av Hubble konstant. Men ett säkert värde har inte kunnat ges.


Professor Wendy Freedman och kollegor vid University of Chicago har nu gjort arbetat utefter en ny mätningsmetod för expansionstakten av universums utvidgning med hjälp Hubbletelskopet, Hubbles konstant och en ny utgångspunkt.


 Eventuellt behövs nu enligt dessa forskare en ny modell för den underliggande fysiken  av universum för att förklara resultatet.


Freedman och hennes team meddelade att de vid den nya mätningen av Hubbles konstant använt en typ av stjärna som tidigare inte använts vid detta slag av mätning.
 En röd jätte. 

Deras nya observationer gjorda med Hubbletelekopet indikerar att expansionstakten av universum i närområdet är strax under 70 kilometer per sekund per megaparsec (km/s/Mpc). (ju längre bort vi mäter stiger värdet på expasionstakten)  En parsec motsvarar 3.26 ljusårs avstånd. En rapport om resultatet av deras undersökning är antagen för publicering i Astrophysical Journal.


För min del anser jag att min ballongteori håller men säkert behövs omtolkningar av dagens fysik. Det finns mycket motsägningar och undringar i många resultat i den fysiska forskningen.


Bild på Hubbleteleskopet från vilket så mycket nya rön kommit oss till godo som är intresserade av universum och verkligheten utanför vårt planethem Jorden. Bilden  från vikipedia.

Expansionstakten av universum ska sökas utifrån gravitationsvågsfrekvens resultatet kommer i framtiden.

Mätningar av gravitationsvågor från ca 50 binära neutronstjärnor nästkommande årtionde kommer slutgiltigt (om allt fungerar) att lösa en intensiv debatt om hur snabbt universum expanderar enligt en teori utarbetad från ett internationellt team som inkluderar både University College London (UCL) och Flatiron Institute.


Studien som publicerats nyligen i Physical Review Letters visar hur nya oberoende data från gravitationsvågor avges av binära neutronstjärnor vilkens insamlade data förhoppningsvis kommer att bryta dödläget mellan tidigare motstridiga mätningar om expansionstakten en gång för alla.


”Vi har beräknat att vi genom att observera 50 binära neutronstjärnor under nästa årtionde får tillräcklig med data om gravitationsvågor för bästa mätningsresultat med hjälp av Hubble-konstanten”, säger bla Dr. Stephen Feeney för Center for Computational astrofysik vid Flatiron Institute i New York City.


”Vi bör kunna upptäcka tillräckligt av fusioner för att besvara denna fråga inom fem till 10 år” säger han. Frågan som om allt fungerar visar vilken expansionstakt det universum har där vi som människor existerar och fått ett hem.


Det blir spännande resultat som väntar.

Hastigheten av universums expansion eftersöks.

Frågan om hur snabbt (hastigheten) universum expanderar har intresserat astronomer i snart ett sekel. Undersökningar och analyser har visat skilda resultat med ett undantag vi har lyckats bevisa att expansionen fortsätter och att den ökar. Jag tycker inte det är konstigt om vi inte lyckats få fram hastigheten då den ökar hela tiden. Men om hastigheten vid en viss tidpunkt utifrån vår utsikt mäts och därefter samma sak längre fram tiden mäts och hastighetsökningen mellan dessa tidpunkter kan accelerationen kunna räknas ut och därmed accelerationshastigheten men det innebär inte att hastigheten totalt kan räknas ut. Därav har det bevistats att hastigheten av expansionen ökar.


Vissa forskare undrar om de har förbisett en central mekanism i det maskineri som driver kosmos. Ett nytt sätt att mäta hur snabbt kosmos expanderar har utarbetats av en grupp ledd av UCLA astronomer. (jag tycker mitt resonemang dock är bra  fast Hubbles konstant behövs  då  expansionens hastighet inte bara innefattar  vad vi ser utan även oss själva på vår plats i universum).


Kärnan i tvisten är Hubble konstant, en siffra som avser rödförskjutningen vilken visar galaxers avstånd från oss.  ”Rödförskjutning i sig är ett fysikaliskt fenomen där elektromagnetisk strålning ökar i våglängd och således minskar i frekvens allteftersom strålningen färdas från strålningskällan vilket för synligt ljus innebär en förskjutning mot rött ju längre bort ett objekt finns. Det motsatta fenomenet, blåförskjutning, uppstår när strålningskällan färdas mot observatören” Wikipedia. 


Det finns en lag som kallas  Hubbles konstant vilken beskriver observationen inom fysikalisk kosmologi som att hastigheten med vilken olika galaxer avlägsnar sig bort från oss är proportionell mot dess avstånd från jorden.  Uppskattningar för Hubbles konstant ingår i Hubbles lag är från cirka 67 till 73 kilometer per sekund per megaparsec  menande konkret att två punkter i rymden 1 Megaparsek isär (motsvarande 3,26 miljoner ljusår) är racing och ifrån varandra med en hastighet mellan 67 och 73 kilometer per andra.


”Hubble konstantens ankare är den fysiska skalan av universum”, sa Simon Birrer, en UCLA forskare och huvudförfattare till den nya studien om universums expansionshastighet. Utan ett exakt värde för konstanten Hubble kan inte astronomer exakt fastställa storleken på avlägsna galaxers ålder eller åldern för universum eller kosmos expansions historia. 


De flesta metoder för konstanten Hubble har två ingredienser: distans till någon källa av ljus och ljuskällans rödförskjutning. 


Forskarna letade efter en ljuskälla som inte hade använts i andra forskares beräkningar vilket innebar att de undersökte kvasarer och strålning från mycket stora svarta hål. Då det gällde kvasarer valdes de vars ljus har böjts av genom att de finns bortom en mellanliggande galax som får till följd att det produceras två side-by-side-bilder av kvasaren. En kvasar är en extremt ljusstark och avlägsen aktiv galaxkärna. 

Den överglänser då sin värdgalax så mycket att denna inte tidigare har kunnat observeras.


Ljuset från de ovan nämnda blir två bilder vilka  tar olika vägar till jorden. När kvasarens ljusstyrka fluktuerar bildar de två  flimmer den ena efter den andra istället för samtidigt.

 Förseningen i tiden mellan de två flimren tillsammans med information om den framförvarande galaxens gravitationsfält kan då användas till att spåra ljusets resa och härleda avståndet från jorden till både kvasaren och galaxen i förgrunden. 

Att veta rödförskjutningar till kvasarer och galaxer enligt ovan gjorde att forskarna kunde uppskatta hur snabbt universum expanderar. För ändamålet användes uppgifter från rymdteleskopen Hubble, Gemini, W.M. Keck observatorierna, och från den kosmologiska övervakningen med gravitationella linser, eller COSMOGRAIL-nätverk  vilket är  ett program som förvaltas av Schweiz EcolePolytechnique Federale de Lausanne och som syftar till att bestämma konstanten Hubble.


Bilden är på en kvasar här Kvasaren 3C 273 på ett foto taget av Rymdteleskopet Hubble.

Universum expanderar men hur snabbt diskuteras numera

Forskningen har den senaste tiden kommit med resultat vilka visat att universums expansion accelererar och har så gjort hela tiden sedan Big Bang. Ökningstakten diskuteras nu  i en nyligen framlagd rapport.

Big Bang var startsmällen enligt de flesta av universums begynnelse. Sedan dess har det expanderat från en punkt vilket var första steget i Big Bang  till allt större.

Det ännu oförklarliga faktumet är att det finns ingen enda plats varifrån universums expandering startade  men allt pekar på att alla galaxer är på väg bort från alla andra.

 Från vår Vintergatan ses det som om galaxer försvinner i hög hastighet ifrån oss. Som om vi är centrum varifrån allt expanderar. Men samma sak skulle ses från vilken annan punkt eller galax i universum att just denna punkt eller galax är centrum.

För att förvirra än mer visar nya observationer att graden av denna expansionstakt i universum kan vara olikartad beroende på hur långt bort du ser tillbaka i tiden. OBS enligt mig visar bara detta att takten ökar vilket många forskare sagt under en längre tid nu.

 Dessa nya data, Publicerade i Astrophysical Journal anger att det kanske dags för att revidera vår förståelse av kosmos. Denna expansion av universum där närliggande galaxer försvinner bort långsammare från oss än avlägsna galaxer är vad man förväntar sig för ett enhetligt expanderande kosmos med mörk energi (en osynlig kraft som orsakar universums expansion och accelererationen vad man tror) och mörk materia förhållandet mellan hastigheten och avståndet från en galax genom ”Hubbles konstant”, vilket är ca 70km per sekund.  Denna åsikt anser jag varit rådande länge nu men vad är då nytt?

 Jo till exempel sägs i rapporten att vi kan försöka förklara detta med en ny teori om gravitation (det finns ju de som anser att mörk materia och mörk energi inte är annat än en  okänd form av gravitation). Men detta stämmer dåligt med den kunskap vi har om universum idag. Eller vi kan prova att förklara det med en ny teori av mörk materia och mörk energi, men även det passar dåligt in i de observationer vi tidigare gjort enligt rapporten. Kanske säger en del att vi bör söka en ny fysik. En okänd i dag. Jag för min del kan tänka mig att man ska titta på strängteorin vilken innehåller fler naturlagar än vår klassiska fysik alternativt är det en effekt av gravitation vilket är mycket troligt.

En mindre spännande förklaring av fenomenet nämnt ovan kan vara att det finns ”okänt okända” data i det vi samlat in som vi förbisett eller inte hittat och som orsakas av systematiska effekter, och att en mer noggrann analys en dag avslöjar en subtil effekt som hittills har förbisetts som oviktig i sammanhanget (som jag tror har med gravitationen att göra).

 Vi har exempelvis nya mycket exakta mätningar av den kosmiska mikrovågstrålningens från Big Bang från  Planck uppdraget, som har mätt den Hubble-konstanten för att vara ca 46,200 miles per timme per miljoner ljusår.  Här kan finnas något vi inte tänkt på eller missat. 

Nya mätningar av pulserande stjärnor i galaxer har också genom extremt noggrant precisa mätningar utifrån Hubble-konstanten innebärt vara 50,400 miles per timme per miljoner ljusår (eller  73,4 km/s/Mpc).  Läs mer om Hubble-konstanten här. 

Båda ovannämnda mätningars upphovsforskare hävdar att deras resultat är korrekta. Det gör att något måste ha förbisetts eller att helt enkelt en ny fysik behövs. Jag tipsar åter på strängteorin. Alternativt kanske än mer en förbisedd faktor i gravitationen.

Bilden föreställer Hubblediagram. Passning av Hubbles lag till rödförskjutningshastigheter. Det finns olika bestämningar av Hubblekonstanen.

Den otroliga expansionstakten (utvidgningen) av universum ökar hela tiden. Varför förstår ingen idag.

Nu har en förbättrad mätning av universums expansion fullföljts.

Det var inte länge sedan vi inte visste att universum expanderade och förstod att denna kontinuerligt ökade istället för det man antog hade minskat över tid.

Universum började ur ingenting och efter det mystiska Big Bang expanderar (utvidgar sig) universum i alla riktningar i ingenting som blir någonting efterhand som expansionen fortsätter. Hubbleteleskopet har försökt mäta denna än mer konkret hastighetsmässigt den senaste tiden.

Takten på utvidgning ökar hela tiden. Förklaringen på vad som ökar hastigheten vet ingen. Något knuffar alla galaxer i en allt större hastighet bort från varandra. Teorin är att den mörka energin ligger bakom tillsammans som jag då anser hör till detta den mörka massans effekt. Alternativt kan det enligt vissa finnas en höghastighetspartikel av okänt slag bakom fenomenet.

Vi tror oss veta idag att om vi går baklänges i expansionstakten,  att universum skapades med ett Big Bang för ca 13,8 miljarder år sedan. Men det finns egentligen enbart matematiska beräkningar som visar detta inte konkret säkra bevis.

Det kan även här finnas något okänt för oss, vi missat, som fått Big Bang som trolig men då detta okända kanske finns förfalskar detta hela teorin. Vi glömmer bortser från  strängteorin, tidsaspekter som kan störa, med mera av okänt slag som kan påverkat.

 Men vi behöver idag Big Bang för att utgå från något som stämmer enligt den vetenskap vi idag arbetar inom eller som det kallas dagens paradigm.

 Mänskligheten av idag har även svårt för tron på en skapande Gud och även denna behöver fastheten i Big Bang teorin för sin trygghet av att tro sig förstå verkligheten. Vetenskapen ser alltid möjligheter till nya rön som sanningar medan allmänheten ser det de lärt sig i skolor som sanningar av orubbligt slag.

Bild en fantasi om hur vi kan föreställa oss Big Bang

Universums expansion ökar inte utan är konstant. Mörk energi finns troligen inte.

I flera år har det talats om att expansionen av universum ökar hela tiden och anledningen kan var den mörka energin.

Men nu har nya rön börjat visa att universums expansion inte ökar och aldrig gjort detta utan är konstant. Det gör att många börjar undra om den mörka energin enbart är en tankekonstruktion och egentligen inte finns.

Studien vilken gjorts på Oxford universitet förfalskar därmed två grundläggande teorier som funnits under en längre tid. Att universums expansion ökar hela tiden och att en mörk materia ligger bakom fenomenet på något vis man inte förstår.

Frågan vilken då kan ställas om dessa resultat håller om både den mörka materian och mörka energin också är en tankekonstruktion vilken inte finns?

Utöver det måste vi förstå att ovanstående är en ny teori vilken kanske är helt fel och att både expansionstakten ökar och mörk energi och materia likväl existerar. Forskare är aldrig eniga och sanningen finns där ute om den hittas vet ingen.

Universum expanderar mycket snabbare än vad man tidigare ansett. Läs om mysteriet här nedan.

Sedan Big Bang expanderar universum åt alla håll samtidigt i ingenting. Men detta ingenting ger en allt större rymd och gleshet mellan galaxerna.

Avståndet ökar. Detta har forskare vetat länge nu. Men nu har det uppdagats att denna expansion är snabbare och ökar hela tiden. Förvånande? Ja!

En teori är att den mörka energin eller massan ligger bakom detta. Men ingen vet.  För att läsa mer om detta otroliga skeende se länken här.

Finns det en kant av universum och vart går expansionen.

Universum expanderar och varifrån man än ser detta är det ses det som en mittpunkt varifrån detta går.

Allt expanderar från en mittpunkt vilken finns överallt.

Det finns ingen origo varifrån allt började. Allt expanderar i ett ingenting som från början var ett ingenting.

Med andra ord en kant finns inte då ingen början eller inget att expandera i finns men det sker ändå.

Förklara det den som kan ingen har lyckats ännu. Men det sker. Det sker hela tiden och hastigheten ökar.

Vi kan se en bakgrundsstrålning men inget bakom denna vilken ligger ca 300 000 ljusår efter Big Bang händelsen. De första 300 000 ljusåren efter Big Bang vet vi inget om mer än teoretiskt.

Gränsen för hur långt vi kan se ligger här och det är inte teleskopen som stoppar fortsatt sökande utan något annat.

Länken här går till varifrån bilden ovan kommer och mer information som man kan ge just nu om Big Bang.

Lite tankar om universums framtid. Big Bang var inte en explosion utan starten till en stark expansion.

Universum kan knappast vara för evigt. Det är ju inte heller evigt bakåt i tid. Big Bang ska ju ha varit början på allt. Hur det startade vet vi inte. Men troligen kan mörk energi eller mörk materia ha mycket med saken att göra.

Troligen har denna energi och materia även mycket med livslängden av universum att göra. Kanske vi ska se den materia vi förstår och den energi vi förstår den vardagliga energin och materian vi kan mäta och se som effekter från den mörka energin och materian i skapelseögonblicket. Big Bang vilken vi inte förstår,  hur den uppkom eller varifrån det kom.

Kanske det är fel att se den som en explosion från något utan istället som en expansion från en nollpunkt. Ett ingenting.

Men jag tror likväl att något utlöste detta. Kanske inte här då inget universum där vi idag finns fanns vilket skulle kunna expandera. Det som inte finns varken i rum eller tid kan inte expandera (tror jag).

Istället tror jag att effekten av att Big Bang uppstod och vi skapades i ett då ickeexisterande universum av ingenting har med någon i effekt i tid och rum i ett parallellt universum kanske liggande  någon miljarddels sekund efter eller före  oss i tid.

Jag anser även att vi inte ska se Big Bang som en explosion utan som en stark expansion. En expansion vilken var början till en ännu fortskridande evolution.