rozpor mezi tím, jak rychle se vesmír rozšiřuje a jak rychle očekáváme, že se rozšíří, je jednou z nejvíce tvrdohlavě přetrvávajících anomálií kosmologie.
kosmologové zakládají své očekávání rychlosti expanze-rychlosti známé jako Hubbleova konstanta — na měření záření emitovaného krátce po Velkém třesku. Toto záření odhaluje přesné složky raného vesmíru., Kosmologové zapojují ingredience do svého modelu kosmické evoluce a běží model dopředu, aby zjistili, jak rychle by se dnes měl prostor rozšiřovat.
Ještě predikce nedosahuje: Když kosmologové pozorovat astronomické objekty, jako jsou pulzující hvězdy a vybuchující supernovy, vidí vesmír, že se rozpíná rychleji, s větší Hubbleova konstanta.
rozpor, známý jako hubbleovo napětí, přetrvával, i když všechna měření rostla přesněji. Někteří astrofyzici nadále diskutují o tom, zda napětí nemusí být nic jiného než chyba měření., Pokud je však rozpor skutečný,znamená to, že cosmologists‘ model vesmíru chybí.
v Poslední době, teoretici byli zaneprázdněni představit nové kosmické složky, které, když jsou přidány do standardního modelu, by roztočit vesmíru očekává, že míra expanze, což je zápas pozorování.
„Objevování anomálií je základní způsob, že věda dělá pokroky,“ říká Avi Loeb, kosmolog na Harvardově Univerzitě a jeden z desítky vědců, kteří navrhli řešení Hubble napětí.,
to jsou některé z nejlepších nápadů na to, co by mohlo urychlit kosmickou expanzi.
rozkládající se temná hmota
standardní model kosmologie zahrnuje všechny známé formy hmoty a záření a jejich interakce. Zahrnuje také neviditelné látky známé jako temná energie a temná hmota, které dohromady tvoří asi 96% vesmíru. Protože o těchto tmavých složkách je známo tak málo, jsou možná zřejmým místem, kde lze začít manipulovat se standardním modelem. „To je to, co máte k dispozici, abyste změnili rychlost expanze vesmíru,“ řekl Loeb.,
standardní model předpokládá, že tmavá hmota se skládá z pomalu se pohybujících částic, které nereagují se světlem. Ale co když také předpokládáme, že temná hmota není vyrobena pouze z jediné látky? Protože existuje mnoho různých druhů viditelných částic-kvarky, elektrony a tak dále-může být také více tmavých částic.
V dokumentu, který byl zveřejněn loni v létě v Physical Review D, Loeb a dva spolupracovníky za formu temné hmoty, která se rozkládá na lehčí částice a nehmotné částice známé jako dark photon., Jak více a více temné hmoty rozkládal v průběhu času, jsou odůvodněné, jeho gravitace by se zmenšil, a tedy rozpínání vesmíru by se zrychlil, zmírnění Hubble napětí.
ale provedení malých změn, jako je tento, na standardní kosmologický model, může mít nežádoucí účinky. „Je to velmi snadné přijít s všechny druhy drobné úpravy,“ řekl Marc Kamionkowski, teoretický fyzik na Johns Hopkins University — ale je to těžké udělat tak, řekl, aniž by ničit model je perfektní fit s množstvím dalších astronomických pozorování.,
Tím, že mění rychlost rozpadu a množství temné hmoty, který je ztracen v každém rozkladu, Loeb a kolegy vybraný model rozpadající se temnou hmotou, které říkají, že stále souhlasí s další astronomická pozorování. „Pokud přidáte tuto složku do standardního modelu kosmologie, vše drží pohromadě,“ řekl Loeb.
přesto zůstává nespokojen s rozpadající se myšlenkou temné hmoty, částečně proto, že do rovnic zavádí dvě nová nejistá množství.,
„V tomto případě, můžete přidat dva volné parametry ve snaze vyřešit jeden rozdíl — a já jsem nesvůj, že,“ řekl, porovnávání rozpadající se temná hmota, aby epicykly v Ptolemaios Země-centric model vesmíru. „Raději bych měl dva nesrovnalosti vysvětlené jedním parametrem.“
Nestálý Temné Energie
od té doby, co překvapení discovery v roce 1998, že rozpínání vesmíru se zrychluje, kosmologové zahrnuli odpudivé temné energie v jejich model kosmické evoluce. Ale jeho povaha zůstává záhadou., Nejjednodušší možností je, že temná energie je „kosmologická konstanta“ – energie samotného prostoru, s konstantní hustotou všude. Ale co když množství temné energie ve vesmíru není konstantní?
další dávka temné energie v raném vesmíru, přezdívaná early dark energy, by mohla sladit protichůdné hodnoty Hubbleovy konstanty. Vnější tlak této rané temné energie by urychlil expanzi vesmíru. „Ošemetná část je, že se opravdu nemůže držet, musí rychle zmizet,“ řekla Lisa Randallová, částicová fyzička a kosmoložka na Harvardu.,