ristiriita, kuinka nopeasti maailmankaikkeus näyttää laajenevan, ja kuinka nopeasti odotamme, että se laajentaa on yksi kosmologian tärkeimmistä sitkeästi pysyviä poikkeavuuksia.
Cosmologists pohja niiden odotus laajennus korko — korko, joka tunnetaan Hubblen vakio — mittaukset säteilyn pian alkuräjähdyksen jälkeen. Tämä säteily paljastaa varhaisuniversumin tarkat ainekset., Cosmologists plug ainekset osaksi niiden malli kosmisen evoluution ja ajaa mallia eteenpäin nähdä, kuinka nopeasti tilaa pitäisi laajentaa tänään.
Vielä ennustaminen kuuluu lyhyt: Kun cosmologists tarkkailla tähtitieteellisiä esineitä, kuten tähdet sykkivä ja räjähtävä supernovas, he näkevät, että maailmankaikkeus laajenee nopeammin, suurempi Hubblen vakio.
Hubblen jännityksenä tunnettu ristiriita on jatkunut, vaikka kaikki mittaukset ovat tarkentuneet. Jotkut astrofyysikot väittelevät edelleen siitä, voisiko jännitys olla vain mittausvirhe., Mutta jos ero on todellinen, se tarkoittaa, että jotain puuttuu cosmologists’ malli maailmankaikkeuden.
viime Aikoina teoreetikot ovat olleet kiireisiä kuvitellen uuden kosmisen ainesosia, jotka, kun lisätään standardi malli, olisi kiihdyttää maailmankaikkeuden odotettavissa kasvuvauhtimme, jolloin se vastaa havaintoja.
”Löytää poikkeamia on keskeinen tapa, että tiede edistyy,” sanoi Avi Loeb, on kosmologi Harvardin Yliopistossa ja yksi kymmeniä tutkijoita, jotka ovat ehdottaneet ratkaisuja Hubble jännitteitä.,
nämä ovat huippuideoita siitä, mikä voisi kiihdyttää kosmista laajenemista.
hajoava pimeä aine
kosmologian standardimalli sisältää kaikki tutut aineen ja säteilyn muodot ja niiden vuorovaikutukset. Se sisältää myös näkymättömiä aineita tunnetaan pimeää energiaa ja pimeää ainetta, jotka yhdessä muodostavat noin 96% maailmankaikkeudesta. Koska tiedetään vain vähän, nämä pimeät ainekset, ne ovat ehkä ilmeinen paikka aloittaa peukalointi standard-malli. ”Sitä sinulla on käytettävissäsi muuttaaksesi maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta”, Loeb sanoi.,
standardimalli olettaa, että pimeä aine koostuu hitaasti liikkuvista hiukkasista, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa valon kanssa. Mutta entä jos oletamme myös, että pimeää ainetta ei ole tehty vain yhdestä aineesta? Koska on olemassa monia erilaisia näkyviä hiukkasia-kvarkkeja, elektroneja ja niin edelleen-saattaa olla myös useita tummia hiukkasia.
In a paper julkaistiin viime kesänä Physical Review D, Loeb ja kaksi yhteistyökumppaneita pidetään eräänlaista pimeää ainetta, joka hajoaa kevyempi partikkeli ja massattoman hiukkasen tunnetaan tumma fotoni., Kuten enemmän ja enemmän pimeää ainetta rapistunut ajan, he päättelivät, sen vetovoima olisi vähentynyt, ja siten maailmankaikkeuden laajeneminen olisi nopeuttanut, lievittää Hubble jännitteitä.
mutta tämänkaltaisten pienten muutosten tekeminen standardikosmologiseen malliin voi aiheuttaa ei-toivottuja knock-on-vaikutuksia. ”Se on erittäin helppo keksiä kaikenlaisia pieniä muutoksia,” sanoi Marc Kamionkowski, teoreettinen fyysikko Johns Hopkins University — mutta se on vaikea tehdä niin, hän sanoi, ilman pilaa malli on täydellinen istuvuus, jossa on runsaasti muita tähtitieteellisiä havaintoja.,
vaihtelemalla hajoamisnopeuden ja määrä pimeää ainetta, joka on menetetty kussakin rappeutuminen, Loeb ja työtovereiden valittu malli lahoavaa tumma asia, että he sanovat edelleen samaa mieltä muiden tähtitieteellisiä havaintoja. ”Jos lisäät tämän ainesosan kosmologian standardimalliin, kaikki pysyy kasassa”, Loeb sanoi.
Mutta hän on edelleen tyytymätön lahoavaa pimeä aine ajatus, osittain koska se esittelee kaksi uutta epävarma määrät yhtälöihin.,
”tässä tapauksessa, voit lisätä kaksi ilmaista parametrit, joiden avulla voidaan ratkaista ristiriita — ja olen huolissani, että,” hän sanoi, vertaamalla lahoavaa tumma asian epicycles vuonna Ptolemaios Maa-keskeinen malli maailmankaikkeuden. ”Haluaisin mieluummin kaksi ristiriitaa selittää yhdellä parametrilla.”
Epävakainen Pimeää Energiaa
siitä lähtien, kun yllätys löytö vuonna 1998, että maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy, cosmologists ovat mukana vastenmielinen pimeää energiaa niiden malli kosmisen evoluution. Sen luonne on kuitenkin edelleen arvoitus., Yksinkertaisin mahdollisuus on, että pimeä energia on ”kosmologinen vakio” — energia, avaruus, jatkuva tiheys kaikkialla. Mutta entä jos pimeän energian määrä maailmankaikkeudessa ei ole vakio?
ylimääräinen annos pimeää energiaa varhaisen maailmankaikkeuden, puhuttu aikaisin pimeä energia voisi sovittaa yhteen ristiriitaisia arvoja Hubblen vakio. Tämän varhaisen pimeän energian ulkoinen paine olisi kiihdyttänyt maailmankaikkeuden laajenemista. ”Hankala osa on, että voi todella jäädä; se on mennä pois nopeasti”, sanoi Lisa Randall, hiukkanen fyysikko ja kosmologi Harvardin.,