Betapa misteri terbesar Alam Semesta telah mengejutkan para saintis dari seluruh dunia.
Ahli kosmologi berhadapan dengan masalah saintifik yang serius, yang menunjukkan ketidaksempurnaan pengetahuan manusia mengenai Alam Semesta. Kerumitan berkenaan dengan perkara yang kelihatan remeh seperti kadar pengembangan Alam Semesta. Kenyataannya adalah bahawa kaedah yang berbeza menunjukkan makna yang berbeza - dan setakat ini tidak ada yang dapat menjelaskan perbezaan yang pelik.
Misteri Kosmik
Pada masa ini, model kosmologi standard "Lambda-CDM" (ΛCDM) paling tepat menggambarkan evolusi dan struktur alam semesta. Menurut model ini, alam semesta mempunyai pemalar kosmologi positif nol (istilah lambda) yang menyebabkan pengembangan yang dipercepat. Sebagai tambahan, ΛCDM menerangkan struktur CMB yang diperhatikan (latar belakang gelombang mikro kosmik), penyebaran galaksi di Alam Semesta, banyaknya hidrogen dan atom cahaya lain, dan kadar pengembangan vakum. Walau bagaimanapun, perbezaan yang serius dalam kadar pengembangan mungkin menunjukkan perlunya perubahan radikal dalam model.
Ahli fizik teori Vivian Poulin dari Pusat Kebangsaan Penyelidikan Ilmiah Perancis dan Makmal untuk Alam Semesta dan Partikel di Montpellier berpendapat bahawa ini bermaksud perkara berikut: sesuatu yang penting telah berlaku di alam semesta muda yang belum kita ketahui. Mungkin ini adalah fenomena yang berkaitan dengan jenis tenaga gelap yang tidak diketahui atau jenis zarah subatomik baru. Sekiranya model mengambil kira, perbezaan akan hilang.
Di ambang krisis
Video promosi:
Salah satu cara untuk menentukan kadar pengembangan Alam Semesta adalah dengan mengkaji latar belakang gelombang mikro - sinaran peninggalan yang timbul 380 ribu tahun selepas Big Bang. ΛCDM dapat digunakan untuk memperoleh pemalar Hubble dengan mengukur turun naik besar di CMB. Ternyata sama dengan 67,4 kilometer sesaat untuk setiap megaparsec, atau sekitar tiga juta tahun cahaya (pada objek kelajuan yang jauh pada jarak yang sesuai saling berbeda antara satu sama lain). Dalam kes ini, ralat hanya 0.5 kilometer sesaat per megaparsec.
Sekiranya kita memperoleh nilai yang sama menggunakan kaedah yang berbeza, maka ini akan mengesahkan kesahan model kosmologi standard. Para saintis mengukur kecerahan jelas lilin standard - objek yang kilauannya selalu diketahui. Objek seperti itu, misalnya, supernova jenis Ia - kerdil putih yang tidak lagi dapat menyerap jirim dari bintang pendamping yang besar dan meletup. Dengan kecerahan lilin standard yang jelas, anda dapat menentukan jaraknya. Secara selari, anda dapat mengukur pergeseran merah supernova, iaitu pergeseran panjang gelombang cahaya ke kawasan merah spektrum. Semakin besar pergeseran merah, semakin besar kelajuan di mana objek dikeluarkan dari pemerhati.
Oleh itu, menjadi mungkin untuk menentukan kadar pengembangan Alam Semesta, yang dalam hal ini ternyata sama dengan 74 kilometer sesaat untuk setiap megaparsec. Ini tidak sepadan dengan nilai yang diperoleh dari ΛCDM. Walau bagaimanapun, tidak mungkin kesalahan pengukuran dapat menjelaskan perbezaan tersebut.
Menurut David Gross dari Institut Kavli untuk Fizik Teoretis di University of California, Santa Barbara, dalam fizik zarah, perbezaan seperti itu tidak akan disebut masalah, tetapi krisis. Walau bagaimanapun, sebilangan saintis tidak bersetuju dengan penilaian ini. Situasi ini diperumit oleh kaedah lain, yang juga berdasarkan pada kajian Alam Semesta awal, iaitu, ayunan akustik baryonic - ayunan dalam kepadatan bahan yang dapat dilihat mengisi Alam Semesta awal. Getaran ini disebabkan oleh gelombang akustik plasma dan selalu dimensi yang diketahui, menjadikannya seperti lilin standard. Digabungkan dengan pengukuran lain, mereka memberikan pemalar Hubble selaras dengan ΛCDM.
Model baru
Ada kemungkinan para saintis melakukan kesalahan menggunakan supernova Type Ia. Untuk menentukan jarak ke objek yang jauh, anda perlu membina tangga jarak.
Langkah pertama tangga ini adalah Cepheids - bintang berubah-ubah dengan hubungan tempoh cahaya-tepat. Dengan menggunakan Cepheids, anda dapat menentukan jarak ke supernova jenis Ia yang terdekat. Dalam salah satu kajian, bukannya Cepheids, raksasa merah digunakan, yang pada tahap kehidupan tertentu mencapai kecerahan maksimum - sama untuk semua raksasa merah.
Akibatnya, pemalar Hubble ternyata sama dengan 69.8 kilometer sesaat per megaparsec. Tidak ada krisis, kata Wendy Freedman dari University of Chicago, salah seorang penulis makalah tersebut.
Tetapi pernyataan ini juga dipersoalkan. Kerjasama H0LiCOW mengukur pemalar Hubble menggunakan lensa graviti, kesan yang berlaku apabila badan besar membengkokkan sinar yang datang dari objek jauh di belakangnya. Yang terakhir ini boleh menjadi quasar - inti galaksi aktif yang diberi makan oleh lubang hitam supermasif. Oleh kerana lensa graviti, beberapa gambar satu quasar dapat muncul sekaligus. Dengan mengukur kerlipan gambar-gambar ini, saintis telah memperoleh pemalar Hubble yang diperbaharui sebanyak 73.3 kilometer sesaat per megaparsec. Pada masa yang sama, saintis hingga yang terakhir tidak mengetahui kemungkinan hasilnya, yang tidak termasuk kemungkinan penipuan.
Hasil pengukuran pemalar Hubble dari maser semula jadi yang terbentuk ketika gas berputar di sekitar lubang hitam adalah 74 kilometer sesaat per megaparsec. Kaedah lain memberikan 76.5 dan 73.6 kilometer sesaat per megaparsec. Masalah juga timbul dalam mengukur penyebaran jirim di Alam Semesta, kerana lensa graviti memberikan nilai yang berbeza dibandingkan dengan pengukuran latar belakang gelombang mikro.
Sekiranya ternyata perbezaan itu bukan disebabkan oleh kesalahan pengukuran, maka teori baru akan diperlukan untuk menjelaskan semua data yang ada sekarang. Salah satu penyelesaian yang mungkin adalah dengan mengubah jumlah tenaga gelap yang menyebabkan alam semesta berkembang dengan cepat. Walaupun kebanyakan saintis memilih untuk melakukan tanpa mengemas kini fizik, masalahnya tetap tidak dapat diselesaikan.
PS
Tetapi mengenai apa yang kita lihat * (dengan bantuan teleskop dan instrumen) cahaya bintang yang telah lama dipadamkan tidak perlu dipertanyakan, tetapi mengapa?
Lagipun, cahaya bintang datang kepada kita dalam masa - anda boleh mengira.. (hitung) bukan tepat, tetapi lebih kurang. Maksudnya, apa yang kita lihat di tempat bintang yang kelihatan terang, sudah hari ini, mungkin hanya ruang kosong. Bintang itu tidak ada lagi dan kita melihat cahaya.
Untuk memahami jarak sejagat, tonton bahan video ini:
Anda duduk dan berfikir setelah menonton video ini, tetapi siapa KAMI, apa itu KAMI?
Kami fikir
Kami percaya bahawa …
Kami faham
Eh..
Pengarang: Slavik Yablochny
