Ίσως ζούμε σε μια φούσκα.
Αυτό είναι το συμπέρασμα μιας νέας δημοσίευσης στο περιοδικό Physics Letters Β, που πρόκειται να δημοσιευθεί στις 10 Απριλίου. Το έγγραφο είναι μια προσπάθεια επίλυσης ενός από τα βαθύτερα μυστήρια της σύγχρονης φυσικής: Γιατί οι μετρήσεις μας για την ταχύτητα του σύμπαντος επέκταση έχει νόημα; Όπως έχει ήδη αναφέρει η Live Science, έχουμε πολλούς τρόπους μέτρησης της σταθεράς Hubble ή H0, ενός αριθμού που καθορίζει πόσο γρήγορα επεκτείνεται το σύμπαν. Τα τελευταία χρόνια, καθώς αυτές οι μέθοδοι έχουν γίνει πιο ακριβείς, έχουν αρχίσει να παράγουν H0s που διαφωνούν δραματικά μεταξύ τους. Ο Lucas Lombriser, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία και συν-συγγραφέας του νέου βιβλίου, θεωρεί ότι η απλούστερη εξήγηση είναι ότι ο γαλαξίας μας κάθεται σε μια περιοχή χαμηλής πυκνότητας του σύμπαντος - ότι το μεγαλύτερο μέρος του χώρου που βλέπουμε καθαρά μέσω τα τηλεσκόπια είναι μέρος μιας γιγαντιαίας φυσαλίδας. Και αυτή η ανωμαλία, έγραψε, είναι πιθανό να μπερδευτεί με τις μετρήσεις μας της H0.
Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τι θα μοιάζει με μια φούσκα με την κλίμακα του σύμπαντος. Το μεγαλύτερο μέρος του χώρου είναι ακριβώς έτσι: ο χώρος, με μια χούφτα γαλαξίες και τα αστέρια τους διάσπαρτα μέσα από το τίποτα. Αλλά όπως και το τοπικό μας σύμπαν έχει περιοχές όπου η ύλη πακετάρει πολύ κοντά ή εξαπλώνεται πολύ μακριά, τα αστέρια και οι γαλαξίες συσσωρεύονται σε διαφορετικές πυκνότητες σε διαφορετικά μέρη του κόσμου.
«Όταν κοιτάξουμε το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, βλέπουμε μια σχεδόν τέλεια ομοιογενή θερμοκρασία 2,7 K του σύμπαντος γύρω μας. Σε μια πιο προσεκτική ματιά, ωστόσο, υπάρχουν μικρές διακυμάνσεις σε αυτή τη θερμοκρασία», δήλωσε ο Lombriser στην Live Science.
Τα μοντέλα του πως το σύμπαν εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου δείχνουν ότι αυτές οι μικροσκοπικές ασυνέπειες θα είχαν τελικά παράγει περιοχές του χώρου που είναι όλο και λιγότερο πυκνές, είπε. Και τα είδη περιοχών χαμηλής πυκνότητας που αυτά τα μοντέλα προβλέπουν θα είναι περισσότερο από επαρκή για να διαστρεβλώνουν τις μετρήσεις μας H0 με τον τρόπο που συμβαίνει αυτή τη στιγμή.
Εδώ είναι το πρόβλημα: Έχουμε δύο κύριους τρόπους για να μετρήσουμε το H0. Το ένα βασίζεται σε εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου (CMB), το οποίο φαίνεται ως επί το πλείστον ομοιόμορφο σε ολόκληρο το σύμπαν μας από τη στιγμή που σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια ενός γεγονότος που κάλυπτε ολόκληρο το σύμπαν. Το άλλο βασίζεται σε υπερκείμενα και αστέρες που αναβοσβήνουν σε κοντινούς γαλαξίες, γνωστούς ως κεφείδες.
Τα κεφίδια και οι σουπερνόες έχουν ιδιότητες που καθιστούν εύκολο να προσδιορίσουν με ακρίβεια πόσο μακριά βρίσκονται από τη Γη και πόσο γρήγορα απομακρύνονται από εμάς. Οι αστρονόμοι τις έχουν χρησιμοποιήσει για να κάνουν μια "απόσταση σκάλα" σε διάφορα ορόσημα στο παρατηρούμενο σύμπαν μας, και έχουν χρησιμοποιήσει εκείνη τη σκάλα για να αντλήσουν H0.
Όμως, καθώς οι μετρήσεις κεφιδίου και CMB έχουν γίνει πιο ακριβείς την τελευταία δεκαετία, είναι σαφές ότι δεν συμφωνούν.
"Εάν παίρνουμε διαφορετικές απαντήσεις, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάτι που δεν γνωρίζουμε", δήλωσε προηγουμένως η Live Science, Katie Mack, αστροφυσικός στο State University της Βόρειας Καρολίνας. "Έτσι δεν πρόκειται απλώς για την κατανόηση του σημερινού ρυθμού επέκτασης του σύμπαντος - κάτι που μας ενδιαφέρει - αλλά για να κατανοήσουμε πώς εξελίχθηκε το σύμπαν, πώς εξελίχθηκε η επέκταση και πόσο διάστημα έχει κάνει όλα αυτά χρόνος."
Μερικοί φυσικοί πιστεύουν ότι πρέπει να υπάρξει κάποια «νέα φυσική» που να οδηγεί την ανομοιογένεια - κάτι που δεν καταλαβαίνουμε για το σύμπαν που προκαλεί απρόσμενες συμπεριφορές.
«Η νέα φυσική θα αποτελούσε, φυσικά, μια πολύ συναρπαστική λύση για την ένταση του Hubble, αλλά η νέα φυσική συνήθως υπονοεί ένα πιο περίπλοκο μοντέλο που απαιτεί σαφή στοιχεία και θα πρέπει να υποστηρίζεται από ανεξάρτητες μετρήσεις», δήλωσε ο Lombriser.
Άλλοι πιστεύουν ότι υπάρχει ένα πρόβλημα με τους υπολογισμούς μας για την κεφαλίδα της σκάλας ή τις παρατηρήσεις μας για το CMB. Ο Lombriser είπε ότι η εξήγησή του, την οποία άλλοι πρότειναν πριν αλλά το χαρτί του αναλύεται λεπτομερώς, εμπίπτει περισσότερο σε αυτή την κατηγορία.
"Εάν η λιγότερο σύνθετη τυποποιημένη φυσική μπορεί να εξηγήσει την ένταση, αυτό παρέχει τόσο μια απλή εξήγηση και αποτελεί επιτυχία για τη γνωστή φυσική, αλλά δυστυχώς είναι επίσης πιο βαρετή", πρόσθεσε.
