Вчені знайшли розгадку однією з таємниць, пов'язаних зі швидкістю розширення Всесвіту

Mar 13 7:00 2020 Друк цієї статті

Це припущення було висунуто Лукасом Ломбризером (Lucas Lombriser), професором теоретичної фізики з Женевського університету (University of Geneva, UNIGE), і воно, це припущення, є вирішенням загадки, протягом десятиліття розмежовувала наукове співтовариство на два табори. Ця загадка, в свою чергу, пов'язана з відповіддю на запитання "з якою швидкістю розширюється Всесвіт?", і два незалежні методи, що використовувалися для визначення цієї швидкості, дали два результату, значення яких відрізнялися приблизно на 10 відсотків, на величину, достатню для виникнення сильних протиріч.

Всесвіт почала розширюватися відразу після Великого Вибуху, який стався близько 13.8 мільярдів років тому. Це припущення було спочатку висунуто бельгійським фізиком Жоржем Леметром (Georges Lemaitre) і підтверджено американським астрономом Едвіном Хабблом (Edwin Hubble) в 1929 році, який показав, що більшість найбільш віддалених від нас галактик переміщається з більшою швидкістю, ніж треба. Пов'язані з цим спостереженням розрахунки показали, що всі спостережувані галактики були спочатку розташовані в одній точці простору, яка відповідає місцю Великого Вибуху. Ці дослідження дали світові закон Хаббла-Леметра і так звану постійну Хаббла (H0), значення якої є швидкість розширення Всесвіту.

За весь час значення H0 постійно уточнювалося і зараз воно дорівнює приблизно 70 км/с на мегапарсек. Проте, як вже згадувалося вище, існують два незалежних методу вимірювання H0, які дають суперечливі результати.

Перший метод заснований на аналізі реліктового космічного мікрохвильового фону. Цей фон - мікрохвильове випромінювання, яке пронизує весь простір Всесвіту, яке є "остившім" світлом, излученным в момент через 370 тисяч років після Великого Вибуху. За допомогою масиву даних, зібраних апаратом місії Planck, і враховуючи те, що Всесвіт є гомогенною і ізотропним, за допомогою формул і рівнянь теорії Ейнштейна було отримано значення H0, рівне 67,4.

Другий метод заснований на спостереженнях за вибухами наднових, які епізодично відбуваються в сусідніх галактиках. Ці "яскраві" космічні катаклізми дозволяють визначити відстані з дуже високою точністю, що було використано для обчислення H0, які дали результат, рівний 74.

"Обидва значення постійно уточнювалися, зберігаючи свою суперечливу різницю. Ця різниця розділила наукове співтовариство на два табори і стала причиною появи ряду теорій, деякі з яких вказують на присутність і вплив якоїсь невідомої поки нам "нової фізики"," - розповідає Лукас Ломбризер, - "Проте пояснення цього факту може бути дуже простим і виключити "нову фізику", якщо припустити, що Всесвіт не настільки гомогенна, як було прийнято вважати раніше. Іншими словами, матерія у Всесвіті може бути розподілена нерівномірно і утворювати області зі зниженою і підвищеною її концентрацією".

"Якщо ми знаходимося всередині гігантського міхура з щільністю матерії набагато нижче щільності у всій решті частини Всесвіту, це вплине на точність вимірювання відстаней методом наднових і, природно, на точність визначення значення константи H0", - пояснює своє припущення Лукас Ломбризер.

Все, що необхідно для того, щоб пояснити різницю у значеннях H0, отриманих двома методами, це те, що розміри цієї "бульбашки Хаббла" були досить великими, щоб включити в себе нашу галактику і галактику, наднові в якій використовуються для вимірювання відстаней. Беручи розмір цього міхура в 250 мільйонів світлових років і в два рази меншу щільність матерії в ньому, Лукас Ломбризер обчислив, що значення H0, отримані за допомогою аналізу мікрохвильового фону і методу вимірювання відстаней, практично збігаються.

"Прорахована мною ймовірність існування коливань щільності матерії у таких масштабах має таке значення, яке вказує на те, що все це реально, а не є лише теоретичною "фантазією"" - розповідає Лукас Ломбризер, - "І на безкрайніх просторах Всесвіту може існувати ще безліч подібних областей".