Autorzy nowego, potencjalnie kontrowersyjnego badania sugerują, że ekspansja Wszechświata może mieć miejsce
To nowatorskie podejście zostało szczegółowo opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie Grawitacja klasyczna i kwantowa Profesor fizyki teoretycznej na Uniwersytecie Genewskim Lucas Lombriser.
Na czym polega ekspansja wszechświata?
Zgodnie z ogólnie przyjętą teorią narodził się wszechświatwraz z Wielkim Wybuchem i wyglądał jak bardzo gorący i gęsty punkt. Po niewyobrażalnie małych ułamkach ułamka sekundy rozpoczęła się ekspansja Wszechświata (lub inflacja). Sama przestrzeń rozszerzała się szybciej niż prędkość światła. W tym okresie wszechświat powiększył się co najmniej 90 razy.
Według NASA, po inflacji, wzrost wszechświatakontynuowane, ale w wolniejszym tempie. Gdy przestrzeń się rozszerzała, ochładzała się i tworzyła się materia. Sekundę po Wielkim Wybuchu wypełniła się neutronami, protonami, elektronami, antyelektronami, fotonami i neutrinami.
To zdjęcie całego nieba przedstawia rodzący się Wszechświat. Pokazuje wahania temperatury sięgające 13,7 miliarda lat. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA
Około 380 000 lat po Wielkim Wybuchumateria ostygła na tyle, by w dobie rekombinacji uformować atomy, co doprowadziło do powstania przezroczystego, elektrycznie obojętnego gazu. Jednak po tym momencie wszechświat pogrążył się w ciemności, ponieważ ani gwiazdy, ani żadne inne jasne obiekty jeszcze się nie uformowały.
Około 400 milionów lat później powstał Wszechświatwyłaniają się z kosmicznych ciemnych wieków w erę rejonizacji. W tym czasie, trwającym ponad pół miliarda lat, wystarczająco dużo skupisk gazu zapadło się, aby uformować pierwsze gwiazdy i galaktyki, których energetyczne światło ultrafioletowe zjonizowało i zniszczyło większość neutralnego wodoru.
Chociaż ekspansja wszechświata stopniowo zwalniałajak materia została przyciągana do siebie pod wpływem grawitacji, około 5 lub 6 miliardów lat po Wielkim Wybuchu, według NASA, tajemnicza siła (ciemna energia) zaczęła przyspieszać rozszerzanie się wszechświata. Uważa się, że proces ten trwa do dziś.
Dowody ekspansji i stała kosmologiczna
Naukowcy wiedzą, że wszechświat rozszerza się z powoduprzesunięcie ku czerwieni, rozciągające długość fali światła w kierunku bardziej czerwonego końca widma, gdy emitujący je obiekt oddala się od nas. Odległe galaktyki mają większe przesunięcie ku czerwieni niż te najbliższe Ziemi. Sugeruje to, że galaktyki te oddalają się od nas coraz bardziej.
Niedawno naukowcy znaleźli na to dowodyże ekspansja wszechświata nie jest stała, ale faktycznie przyspiesza. Istnieje określenie tego zjawiska znane jako stała kosmologiczna lub lambda.
Jaki jest problem?
Stała kosmologiczna przyprawiała o ból głowydla kosmologów, ponieważ przewidywania fizyki cząstek elementarnych różnią się od rzeczywistych obserwacji o 120 rzędów wielkości. Dlatego stała kosmologiczna nazywana jest „najgorszą prognozą w historii fizyki”.
Gromada kulista NGC 6397. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA/Francesco Ferraro/Bologna Observatory
Kosmologowie często próbują rozwiązać tę rozbieżnośćmiędzy różnymi wartościami lambda, co sugeruje nowe cząstki lub siły fizyczne. Ale autorzy nowego badania rozwiązali ten problem, ponownie zastanawiając się nad istniejącymi wersjami.
Co sugeruje nowe badanie?
W matematycznej interpretacji LombreatheraWszechświat nie rozszerza się, ale jest płaski i statyczny, jak kiedyś wierzył Einstein. Zaobserwowane efekty wskazujące na ekspansję można wytłumaczyć ewolucją mas cząstek, takich jak protony i elektrony, w czasie.
W tej interpretacji cząstki powstają z pola,przenikającą czasoprzestrzeń. Stała kosmologiczna jest określona przez masę pola. Ponieważ pole to podlega fluktuacjom, masy generowanych przez nie cząstek zachowują się w ten sam sposób. Stała kosmologiczna wciąż zmienia się w czasie, ale w tym modelu proces ten wynika ze zmiany masy cząstek w czasie, a nie z rozszerzania się Wszechświata.
Fluktuacje pola prowadzą do dużej czerwieniprzemieszczeń odległych gromad galaktyk, niż przewidują tradycyjne modele kosmologiczne. Zatem stała kosmologiczna pozostaje wierna przewidywaniom modelu.
Przepis Mrocznego Wszechświata
Nowa struktura Lombreather również rozwiązuje niektóre problemyinne palące problemy kosmologii, w tym naturę ciemnej materii. Ten niewidzialny materiał przewyższa liczebnie zwykłe cząstki materii w stosunku 5 do 1, ale pozostaje niezrozumiały, ponieważ nie oddziałuje ze światłem.
Fizyk zasugerował, że fluktuacje pola równieżmoże zachowywać się jak pole aksjonowe. W tym przypadku aksjony są hipotetycznymi cząstkami, które są uważane za jednego z proponowanych kandydatów do roli ciemnej materii.
Fluktuacje te mogą również „pozbyć się” ciemnościenergia, hipotetyczna siła, która rozciąga strukturę przestrzeni, a tym samym coraz szybciej rozdziela galaktyki. W nowym modelu działanie ciemnej energii wyjaśnią masy cząstek, które w późniejszych czasach we Wszechświecie wybrały inną ścieżkę ewolucyjną.
Czytaj więcej:
W pobliżu Ziemi znaleziono quasi-księżyc: podróżuje z naszą planetą od ponad 2000 lat
Naukowcy pokazali, jak wyglądał faraon Tutanchamon
Fizycy najpierw wykonali promieniowanie rentgenowskie pojedynczego atomu
</ p>