Отново за Константата на Хъбъл: Може би живеем в балон?

Това е заключението на нова статия в списанието Physics Letters B, която трябва да бъде публикувана на 10 април. Изследването е опит за разрешаване на една от най-дълбоките мистерии на съвременната физика: Защо измерванията на скоростта на разширяване на Вселената имат смисъл?

Както е известно, има няколко начини за измерване на Константата на Хъбъл – число, което показва колко бързо се разширява Вселената. През последните години, след като тези методи станаха по-прецизни, те започнаха да дават резултати, които драстично се разминават един с друг.

Лукас Ломбризер, физик от университета в Женева, Швейцария и съавтор на новата статия, смята, че най-простото обяснение е, че нашата галактика се намира в регион с ниска плътност на Вселената и по-голямата част от пространството, което виждаме ясно през телескопите, е част от гигантски балон. И тази аномалия, пише той, вероятно е причина за разликите в измерванията на константата на Хъбъл.

Трудно е да си представим как би изглеждал балон, който е в мащаба на Вселената. По-голямата част от космоса е група галактики и техните звезди, разпръснати през Вселената. Но също както в нашата Вселена, има области в които материята се събира плътно заедно и такива, в които се разпръсква извънредно далеч една от друга. С други думи, звездите и галактиките се разпростират с различна плътност в различни части на Космоса.

Когато погледнем космическия микровълнов фон (остатък от много ранната Вселена), виждаме почти идеално хомогенна температура от 2,7 K [келвина, температурна скала, при която 0 градуса е абсолютна нула] на Вселената навсякъде около нас. При по-близък поглед обаче има малки колебания в тази температура “, обясняви Ломбризер пред изданието Live Science.

„Моделите на еволюция на Вселената с течение на времето предполагат, че тези малки несъответствия в крайна сметка биха създали области на космоса, които са все по-малко плътни“, казва той. И видът на регионите с ниска плътност, които тези модели прогнозират, ще бъде повече от достатъчен, за да изкриви измерванията на Константата на Хъбъл по начина, по който ги наблюдаваме в момента.

Има два основни начина за измерване на Константата на Хъбъл. Единият се базира на изключително прецизни измервания на космическия микровълнов фон (CMB), който изглежда предимно еднообразен в цялата Вселена, тъй като се е формирал по време на събитие, което обхваща цялата Вселена.

Другият е базирана на свръхнови и пулсиращи звезди в близките галактики, известни като цефеиди. Цефеидите и свръхновите имат свойства, които улесняват точното определяне колко далеч се намират от Земята и колко бързо се отдалечават от нея. Астрономите са ги използвали, за да направят „стълба на разстояния“ до различни забележителности в наблюдаемата Вселена и те са използвали тази стълба за получаване на Константата на Хъбъл.

Но след като и измерванията през цефеидите, и тези чрез CMB станаха по-прецизни през последното десетилетие, стана по- ясно, че те се разминават значително.

„Ако получаваме различни отговори, това означава, че има нещо, което не знаем“, казва Кейти Мак, астрофизик от щатския университет в Северна Каролина. „Искаме не просто да разберем текущия темп на разширение на Вселената – нещо, от което се интересуваме – но и да разберем как се е развивала Вселената, как се е разширявала и какво пространство-време прави всичко това време. „

Някои физици смятат, че трябва да има някаква „нова физика“, която да обяснява различието – нещо, което предизвиква неочаквано поведение.

„Новата физика разбира се би била много вълнуващо решение за разминаванията при Константата на Хъбъл. Но новата физика обикновено предполага по-сложен модел, който изисква ясни доказателства и трябва да бъде подкрепен от независими измервания“, казва Ломбризер.

Други смятат обаче, че има проблем с изчисленията на цефеидната стълба или с наблюденията на CMB. Ломбризер казва, че неговото обяснението е нещо, което други са предлагали и преди, но статията му сега е много по- подробна, и дава повече яснота в тази категория.

„Ако по-малко сложната стандартна физика може да обясни разликите и разминаванията, това дава едновременно по-просто обяснение и е успех за известната физика, но за съжаление е и по-тривиално“, добавя той.