Jauna, potenciāli pretrunīgi vērtēta pētījuma autori liecina, ka Visuma paplašināšanās varētu būt
Jaunā jaunā pieeja ir detalizēti aprakstīta rakstā, kas publicēts žurnālā Klasiskā un kvantu gravitācija Teorētiskās fizikas profesors Ženēvas Universitātē Lūkass Lombrisers.
Kas ir Visuma izplešanās?
Saskaņā ar vispārpieņemto teoriju Visums ir dzimiskopā ar Lielo sprādzienu un izskatījās pēc ļoti karsta un blīva punkta. Pēc neiedomājami mazām sekundes daļas daļām sākās Visuma paplašināšanās (jeb inflācija). Pati telpa izpletās ātrāk nekā gaismas ātrums. Šajā periodā Visums palielinājās vismaz 90 reizes.
Pēc NASA domām, pēc inflācijas Visuma pieaugumsturpinājās, bet lēnākā tempā. Paplašinoties telpai, tā atdzisa un veidojās matērija. Vienu sekundi pēc Lielā sprādziena tas bija piepildīts ar neitroniem, protoniem, elektroniem, antielektroniem, fotoniem un neitrīniem.
Šajā attēlā, kas aptver visas debesis, ir redzams topošais Visums. Tajā ir redzamas temperatūras svārstības 13,7 miljardu gadu senā pagātnē. Attēlu sniedza NASA
Apmēram 380 000 gadu pēc Lielā sprādzienaviela pietiekami atdzisusi, lai izveidotu atomus rekombinācijas laikmetā, kā rezultātā veidojas dzidra, elektriski neitrāla gāze. Tomēr pēc šī brīža Visums iegrima tumsā, jo vēl nebija izveidojušās ne zvaigznes, ne citi spilgti objekti.
Apmēram 400 miljonus gadu vēlāk radās Visumsiznākšana no kosmiskā tumšā laikmeta reionizācijas laikmetā. Šajā laikā, kas ilga vairāk nekā pusmiljardu gadu, sabruka pietiekami daudz gāzes kluču, veidojot pirmās zvaigznes un galaktikas, kuru enerģētiskā ultravioletā gaisma jonizēja un iznīcināja lielāko daļu neitrālā ūdeņraža.
Lai gan Visuma izplešanās pamazām palēninājāsMatēriju velkot vienu pret otru gravitācijas ietekmē, aptuveni 5 vai 6 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena, saskaņā ar NASA datiem, noslēpumains spēks (tumšā enerģija) sāka paātrināt Visuma izplešanos. Tiek uzskatīts, ka šis process turpināsies arī šodien.
Pierādījumi paplašināšanai un kosmoloģiskajai konstantei
Zinātnieki zina, ka Visums paplašinās, pateicotiessarkanā nobīde, gaismas viļņa garuma stiepšanās virzienā uz sarkanāko spektra galu, objektam, kas to izstaro, attālinoties no mums. Tālajām galaktikām ir lielāka sarkanā nobīde nekā tām, kas atrodas vistuvāk Zemei. Tas liek domāt, ka šīs galaktikas arvien vairāk attālinās no mums.
Pavisam nesen zinātnieki ir atraduši pierādījumus tamka Visuma izplešanās nav fiksēta, bet patiesībā paātrinās. Šai parādībai ir termins, kas pazīstams kā kosmoloģiskā konstante vai lambda.
Kāda ir problēma?
Kosmoloģiskā konstante bija galvassāpeskosmologiem, jo daļiņu fizikas prognozes par tā vērtību atšķiras no faktiskajiem novērojumiem par 120 kārtām. Tāpēc kosmoloģiskā konstante tiek saukta par "sliktāko prognozi fizikas vēsturē".
Lodveida kopa NGC 6397. Attēla kredīts: NASA/Francesco Ferraro/Boloņas observatorija
Kosmologi bieži mēģina atrisināt šo neatbilstībustarp dažādām lambda vērtībām, kas liecina par jaunām daļiņām vai fiziskiem spēkiem. Bet jaunā pētījuma autori šo problēmu atrisināja, pārdomājot esošās versijas.
Ko liecina jaunais pētījums?
Lombrisera matemātiskajā interpretācijāVisums neizplešas, bet ir plakans un statisks, kā savulaik uzskatīja Einšteins. Novērotos efektus, kas norāda uz izplešanos, var izskaidrot ar daļiņu, piemēram, protonu un elektronu, masu evolūciju laika gaitā.
Šajā interpretācijā daļiņas rodas no lauka,caurstrāvo telpu-laiku. Kosmoloģisko konstanti nosaka lauka masa. Tā kā šis lauks svārstās, tā radītās daļiņu masas darbojas tāpat. Kosmoloģiskā konstante joprojām mainās ar laiku, taču šajā modelī šis process ir saistīts ar daļiņu masas izmaiņām laika gaitā, nevis ar Visuma izplešanos.
Lauka svārstības izraisa lielu sarkano krāsuattālo galaktiku kopu pārvietošanās, nekā prognozē tradicionālie kosmoloģiskie modeļi. Tādējādi kosmoloģiskā konstante paliek patiesa modeļa prognozēm.
Tumšā Visuma recepte
Lombriser jaunā struktūra arī atrisina dažusciti aktuāli jautājumi kosmoloģijā, tostarp tumšās matērijas raksturs. Šis neredzamais materiāls pārspēj parastās vielas daļiņas ar koeficientu 5 līdz 1, bet paliek neskaidrs, jo tas nesadarbojas ar gaismu.
Fiziķis ierosināja, ka arī lauka svārstībasvar darboties kā aksiona lauks. Šajā gadījumā aksioni ir hipotētiskas daļiņas, kuras tiek uzskatītas par vienu no iespējamām tumšās matērijas lomas kandidātēm.
Šīs svārstības var arī "beigt" tumsuenerģija, hipotētisks spēks, kas izstiepj kosmosa audumu un tādējādi arvien ātrāk izspiež galaktikas. Jaunajā modelī tumšās enerģijas ietekme tiks skaidrota ar daļiņu masām, kas vēlākos laikos Visumā izvēlējās citu evolūcijas ceļu.
Lasīt vairāk:
Netālu no Zemes tika atrasts gandrīz mēness: tas ceļo kopā ar mūsu planētu vairāk nekā 2000 gadu
Pētnieki ir parādījuši, kā izskatījās faraons Tutanhamons
Fiziķi vispirms uzņēma viena atoma rentgena starus
</ p>