Galaksen vår er inne i en stor boble hvor det er lite materie

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Vi lever kanskje i en boble. Men dette er neppe det merkeligste du har hørt om universet vårt. Nå, blant mylderet av teorier og hypoteser, har en annen dukket opp. Den nye studien er et forsøk på å løse et av de vanskeligste mysteriene i moderne fysikk: hvorfor våre målinger av ekspansjonshastigheten til universet ikke gir mening?

Ifølge forfatterne av artikkelen er den enkleste forklaringen at galaksen vår befinner seg i et område med lav tetthet av universet – noe som betyr at det meste av rommet som vi tydelig kan se gjennom teleskoper er del av en gigantisk boble. Og denne anomalien, skriver forskerne, vil sannsynligvis forstyrre målinger av Hubble-konstanten – konstanten som brukes til å beskrive utvidelsen av universet.

Hvordan utviklet universet seg?

Prøv å forestille deg hvordan boblen ville se ut på skalaen til universet. Dette er ganske vanskelig, siden det meste av verdensrommet er rom, med en håndfull galakser og stjerner spredt i tomrommet. Men akkurat som områdene i det observerbare universet, der materie er tett i klynger eller tvert imot ligger langt fra hverandre, samles stjerner og galakser med forskjellige tettheter i forskjellige deler av kosmos.

Bakgrunnsstråling (eller kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling) - denne termiske strålingen som ble dannet i det tidlige universet og fyller det jevnt - lar forskere bestemme med nesten perfekt nøyaktighet den jevne temperaturen til universet rundt oss. I dag vet vi at denne temperaturen er 2,7K (Kelvin er en temperaturskala, hvor 0 grader er absolutt null). Men ifølge Space.com kan man ved nærmere ettersyn se små svingninger i denne temperaturen. Modeller av hvordan universet har utviklet seg over tid antyder at disse bittesmå inkonsekvensene til slutt vil skape mer eller mindre tette områder i rommet. Og denne typen områder med lav tetthet ville være mer enn nok til å forvrenge målingene av Hubble-konstanten slik det skjer akkurat nå.

Absolutt null er et begrep som betyr fullstendig stopp av bevegelsen av molekyler. Absolutte nulltemperaturer kan ikke nås. I 1995 prøvde Eric Cornell og Carl Wiemann å gjøre dette, men da rubidium-atomene ble avkjølt, lyktes de ikke. Det er derfor enheten for temperaturendringer i Kelvin ikke har negative verdier.

Hvordan måles Hubble-konstanten?

I dag er det to hovedmåter å måle Hubble-konstanten på. Den ene er basert på ekstremt nøyaktige målinger av CMB, som ser ut til å være ensartet i hele universet vårt siden det ble dannet kort tid etter Big Bang. En annen måte er basert på supernovaer og pulserende variable stjerner i nærliggende galakser kjent som Cepheider. Husk at Cepheider og supernovaer har egenskaper som gjør det mulig å nøyaktig bestemme hvor langt de er fra jorden og med hvilken hastighet de beveger seg bort fra oss. Astronomer har brukt dem til å bygge en "avstandsstige" til forskjellige landemerker i det observerbare universet. Den samme "stigen" ble brukt av forskere for å utlede Hubble-konstanten. Men ettersom målinger av Cepheider og CMB har blitt mer nøyaktige det siste tiåret, har det blitt klart at dataene ikke konvergerer. Og tilstedeværelsen av forskjellige svar betyr vanligvis at det er noe vi ikke vet.

Så faktisk handler det ikke bare om å forstå den nåværende ekspansjonshastigheten til universet, men også om å forstå hvordan universet utviklet seg og utvidet seg og hva som skjedde med rom-tid hele denne tiden.

Galakser i en boble

Noen fysikere mener at det er en slags «ny fysikk» som bestemmer ubalansen – noe i universet som vi ikke forstår og som er årsaken til romobjekters uventede oppførsel. Ifølge studieforfatter Lucas Lombrizer vil en ny fysikk være en veldig spennende løsning på Hubble-konstanten, men den innebærer vanligvis en mer kompleks modell som krever klare bevis og må støttes av uavhengige målinger. Andre forskere mener problemet ligger i våre beregninger.

Løsningen, foreslått i en ny artikkel som skal publiseres i Physics Letters B i april 2020, er å anta at hele galaksen vår, samt flere tusen nærliggende galakser, er i en boble hvor det er lite materie - stjerner, gass og støv skyer. Ifølge forfatteren av studien kan en boble med en diameter på 250 millioner lysår, som inneholder omtrent halvparten av tettheten til resten av universet, forene forskjellige tall for universets ekspansjonshastighet.