Koinot noto'g'ri bo'lib chiqdi

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Kosmologlar jiddiy ilmiy muammoga duch kelishmoqda, bu esa insoniyatning olam haqidagi bilimlarining nomukammalligini ko'rsatadi. Murakkablik koinotning kengayish tezligi kabi arzimas narsaga tegishli. Gap shundaki, turli usullar turli xil ma'nolarni bildiradi - va hozirgacha hech kim g'alati kelishmovchilikni tushuntira olmaydi.

Kosmik sir

Hozirgi vaqtda "Lambda-CDM" (ΛCDM) standart kosmologik modeli koinotning evolyutsiyasi va tuzilishini eng aniq tasvirlaydi. Ushbu modelga ko'ra, koinot tezlashtirilgan kengayishni keltirib chiqaradigan nolga teng bo'lmagan musbat kosmologik konstantaga (lambda atamasi) ega. Bundan tashqari, CDM CMB ning kuzatilgan tuzilishini (kosmik mikroto'lqinli fon), Koinotdagi galaktikalarning tarqalishini, vodorod va boshqa yorug'lik atomlarining ko'pligini va vakuumning kengayish tezligini tushuntiradi. Biroq, kengayish tezligidagi jiddiy nomuvofiqlik modelni tubdan o'zgartirish zarurligini ko'rsatishi mumkin.

Frantsiya Milliy ilmiy tadqiqot markazi va Montpelyedagi Koinot va zarralar laboratoriyasining nazariy fizigi Vivian Pulenning ta'kidlashicha, bu quyidagilarni anglatadi: yosh koinotda biz hali bilmagan muhim narsa sodir bo'ldi. Ehtimol, bu noma'lum turdagi qorong'u energiya yoki yangi turdagi subatomik zarralar bilan bog'liq hodisa edi. Agar model uni hisobga olsa, nomuvofiqlik yo'qoladi.

Inqiroz yoqasida

Koinotning kengayish tezligini aniqlash usullaridan biri mikroto'lqinli fonni - Katta portlashdan 380 ming yil o'tgach paydo bo'lgan relikt nurlanishni o'rganishdir. CMB dagi katta tebranishlarni o'lchash yo'li bilan Hubble konstantasini olish uchun CDM dan foydalanish mumkin. Har bir megaparsek uchun sekundiga 67,4 kilometr yoki taxminan uch million yorug'lik yiliga teng bo'lib chiqdi (bunday tezlikda ob'ektlar bir-biridan tegishli masofada ajralib turadi). Bunday holda, xato megaparsek uchun sekundiga atigi 0,5 kilometrni tashkil qiladi.

Agar biz boshqa usul yordamida bir xil qiymatga ega bo'lsak, bu standart kosmologik modelning haqiqiyligini tasdiqlaydi. Olimlar standart shamlarning ko'rinadigan yorqinligini o'lchadilar - yorqinligi doimo ma'lum bo'lgan ob'ektlar. Bunday ob'ektlar, masalan, Ia tipidagi o'ta yangi yulduzlar - oq mittilar, ular endi katta sherik yulduzlardan materiyani o'zlashtira olmaydi va portlaydi. Standart shamlarning aniq yorqinligi bilan siz ularga masofani aniqlashingiz mumkin. Parallel ravishda siz o'ta yangi yulduzlarning qizil siljishini, ya'ni yorug'lik to'lqin uzunliklarining spektrning qizil hududiga siljishini o'lchashingiz mumkin. Qizil siljish qanchalik katta bo'lsa, ob'ektni kuzatuvchidan olib tashlash tezligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Shunday qilib, koinotning kengayish tezligini aniqlash mumkin bo'ladi, bu holda har bir megaparsek uchun sekundiga 74 kilometrga teng bo'ladi. Bu ΛCDM dan olingan qiymatlarga mos kelmaydi. Biroq, o'lchov xatosi nomuvofiqlikni tushuntirishi dargumon.

Santa-Barbaradagi Kaliforniya universiteti qoshidagi Kavli nazariy fizika instituti xodimi Devid Grossning fikricha, zarralar fizikasida bunday nomuvofiqlik muammo emas, balki inqiroz deb atalardi. Biroq, bir qator olimlar bu bahoga qo'shilmadi. Vaziyat boshqa usul bilan murakkablashdi, u ham erta koinotni o'rganishga asoslangan, ya'ni barion akustik tebranishlar - ilk koinotni to'ldiradigan ko'rinadigan materiya zichligidagi tebranishlar. Ushbu tebranishlar plazma akustik to'lqinlaridan kelib chiqadi va har doim ma'lum o'lchamlarga ega bo'lib, ularni standart shamlarga o'xshatadi. Boshqa o'lchovlar bilan birgalikda ular XCDM bilan mos keladigan Hubble doimiyligini beradi.

Yangi model

Ia tipidagi o'ta yangi yulduzlardan foydalanishda olimlar xatoga yo'l qo'ygan bo'lish ehtimoli bor. Uzoq ob'ektga bo'lgan masofani aniqlash uchun siz masofali narvonni qurishingiz kerak.

Ushbu zinapoyaning birinchi pog'onasi - Sefeidlar - aniq davr va yorug'lik munosabatlariga ega o'zgaruvchan yulduzlar. Sefeidlar yordamida eng yaqin turdagi Ia o'ta yangi yulduzlargacha bo'lgan masofani aniqlash mumkin. Tadqiqotlarning birida Sefeidlar o'rniga hayotning ma'lum bir bosqichida maksimal yorqinlikka erishadigan qizil gigantlar ishlatilgan - bu barcha qizil gigantlar uchun bir xil.

Natijada Hubble doimiysi megaparsek tezlikda sekundiga 69,8 kilometrni tashkil etdi. Inqiroz yo'q, deydi Chikago universitetidan Vendi Fridman, maqola mualliflaridan biri.

Ammo bu bayonot ham shubha ostiga olindi. H0LiCOW hamkorligi gravitatsion linzalardan foydalangan holda Hubble konstantasini o‘lchadi, bu ta’sir massiv jism orqasidagi uzoq ob’ekt nurlarini egganda yuzaga keladi. Ikkinchisi kvazarlar bo'lishi mumkin - supermassiv qora tuynuk bilan oziqlanadigan faol galaktikalarning yadrolari. Gravitatsion linzalar tufayli bir kvazarning bir nechta tasvirlari bir vaqtning o'zida paydo bo'lishi mumkin. Ushbu tasvirlarning miltillashini o'lchab, olimlar yangilangan Hubble konstantasini sekundiga 73,3 kilometr / megaparsek tezlikka ega bo'lishdi. Shu bilan birga, olimlar oxirigacha mumkin bo'lgan natijani bilishmagan, bu esa firibgarlik ehtimolini istisno qiladi.

Gaz qora tuynuk atrofida aylanganda hosil bo'lgan tabiiy maserlardan Xabbl doimiyligini o'lchash natijasi megaparsekda sekundiga 74 kilometrni tashkil etdi. Boshqa usullar megaparsek soniyada 76,5 va 73,6 kilometr tezlikni berdi. Koinotdagi materiyaning tarqalishini o'lchashda ham muammolar paydo bo'ladi, chunki tortishish linzalari mikroto'lqinli fonni o'lchashga nisbatan boshqacha qiymat beradi.

Agar nomuvofiqlik o'lchov xatolariga bog'liq emasligi aniqlansa, hozirgi vaqtda mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlarni tushuntirish uchun yangi nazariya talab qilinadi. Mumkin yechimlardan biri koinotning tez kengayishiga olib keladigan qorong'u energiya miqdorini o'zgartirishdir. Garchi ko'pchilik olimlar fizikani yangilamasdan qilish tarafdori bo'lsa-da, muammo hal etilmagan.