Kainatın səhv olduğu ortaya çıxdı

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Kosmoloqlar Kainat haqqında insan biliklərinin qeyri-kamilliyini göstərən ciddi elmi problemlə üzləşirlər. Mürəkkəblik Kainatın genişlənmə sürəti kimi əhəmiyyətsiz görünən bir şeyə aiddir. Fakt budur ki, müxtəlif üsullar fərqli mənaları göstərir - və bu günə qədər heç kim qəribə uyğunsuzluğu izah edə bilməz.

Kosmik sirr

Hal-hazırda standart kosmoloji model "Lambda-CDM" (ΛCDM) kainatın təkamülünü və quruluşunu ən dəqiq şəkildə təsvir edir. Bu modelə görə, kainat sürətlənmiş genişlənməyə səbəb olan sıfırdan fərqli müsbət kosmoloji sabitə (lambda termini) malikdir. Bundan əlavə, ΛCDM CMB-nin müşahidə edilən strukturunu (kosmik mikrodalğalı fon), Kainatda qalaktikaların paylanmasını, hidrogen və digər işıq atomlarının bolluğunu və vakuumun genişlənmə sürətini izah edir. Bununla belə, genişlənmə sürətində ciddi uyğunsuzluq modeldə köklü dəyişikliyə ehtiyac olduğunu göstərə bilər.

Fransa Milli Elmi Tədqiqatlar Mərkəzinin və Montpelyedəki Kainat və Hissəciklər Laboratoriyasının nəzəri fizikası Vivian Poulin iddia edir ki, bunun aşağıdakı mənası var: gənc kainatda hələ bilmədiyimiz mühüm bir şey baş verib. Ola bilsin ki, bu, naməlum qaranlıq enerji növü və ya yeni növ subatom hissəcikləri ilə əlaqəli bir fenomen idi. Model bunu nəzərə alırsa, uyğunsuzluq aradan qalxacaq.

Böhran astanasında

Kainatın genişlənmə sürətini təyin etməyin yollarından biri mikrodalğalı fonu - Böyük Partlayışdan 380 min il sonra yaranan relikt şüalanmanı öyrənməkdir. ΛCDM, QMİ-də böyük dalğalanmaları ölçməklə Hubble sabitini əldə etmək üçün istifadə edilə bilər. Hər meqaparsek üçün saniyədə 67, 4 kilometrə və ya təxminən üç milyon işıq ilinə bərabər olduğu ortaya çıxdı (belə bir sürətlə obyektlər bir-birindən müvafiq məsafədə ayrılır). Bu halda xəta meqaparsekdə saniyədə cəmi 0,5 kilometr təşkil edir.

Fərqli bir üsuldan istifadə edərək təxminən eyni dəyəri alsaq, bu, standart kosmoloji modelin etibarlılığını təsdiq edəcəkdir. Alimlər standart şamların - parlaqlığı həmişə məlum olan obyektlərin görünən parlaqlığını ölçdülər. Belə cisimlər, məsələn, Ia tipli fövqəlnovalardır - böyük yoldaş ulduzlardan artıq maddəni qəbul edə bilməyən və partlayan ağ cırtdanlar. Standart şamların görünən parlaqlığına görə, onlara olan məsafəni təyin edə bilərsiniz. Paralel olaraq, supernovaların qırmızı sürüşməsini, yəni işığın dalğa uzunluqlarının spektrin qırmızı bölgəsinə sürüşməsini ölçə bilərsiniz. Qırmızı sürüşmə nə qədər böyükdürsə, cismin müşahidəçidən çıxarılması sürəti bir o qədər yüksəkdir.

Beləliklə, Kainatın genişlənmə sürətini müəyyən etmək mümkün olur, bu halda hər meqaparsek üçün saniyədə 74 kilometrə bərabər olur. Bu, ΛCDM-dən alınan dəyərlərə uyğun gəlmir. Bununla belə, ölçmə xətasının uyğunsuzluğu izah edə bilməsi ehtimalı azdır.

Santa Barbara Kaliforniya Universitetinin Kavli Nəzəri Fizika İnstitutundan David Qrossun fikrincə, hissəciklər fizikasında belə bir uyğunsuzluq problem deyil, böhran adlandırılacaq. Lakin bir sıra elm adamları bu qiymətləndirmə ilə razılaşmadılar. Vəziyyət erkən Kainatın öyrənilməsinə əsaslanan başqa bir üsulla, yəni barion akustik rəqslər - erkən Kainatı dolduran görünən maddənin sıxlığında salınımlarla çətinləşdi. Bu titrəyişlər plazma akustik dalğalarından qaynaqlanır və həmişə məlum ölçülərə malikdir və bu, onları standart şam kimi göstərir. Digər ölçmələrlə birlikdə onlar ΛCDM ilə uyğun gələn Hubble sabitini verirlər.

Yeni model

Alimlərin Tip Ia fövqəlnovalarından istifadə edərkən səhv etmələri ehtimalı var. Uzaq bir obyektə olan məsafəni müəyyən etmək üçün bir məsafə nərdivanı qurmaq lazımdır.

Bu nərdivanın ilk pilləsi Sefeidlərdir - dəqiq dövr-parlaqlıq əlaqəsi olan dəyişən ulduzlar. Sefeidlərdən ən yaxın Ia tipli fövqəlnovalara olan məsafəni təyin etmək üçün istifadə edilə bilər. Tədqiqatlardan birində Sefeidlərin əvəzinə həyatın müəyyən bir mərhələsində maksimum parlaqlığa çatan qırmızı nəhənglərdən istifadə edilmişdir - bu, bütün qırmızı nəhənglər üçün eynidir.

Nəticədə Hubble sabiti meqaparsekdə saniyədə 69,8 kilometr olub. Kağızın müəlliflərindən biri olan Çikaqo Universitetinin əməkdaşı Wendy Freedman deyir ki, böhran yoxdur.

Amma bu açıqlama da sual altında qaldı. H0LiCOW əməkdaşlığı qravitasiya linzalarından istifadə edərək Hubble sabitini ölçdü, bu effekt böyük bir cismin arxasındakı uzaq bir obyektdən gələn şüaları əydiyi zaman baş verir. Sonuncu kvazarlar ola bilər - superkütləvi qara dəlikdən qidalanan aktiv qalaktikaların nüvələri. Qravitasiya linzalarına görə bir kvazara bir neçə təsvir eyni anda görünə bilər. Bu təsvirlərin titrəməsini ölçməklə, elm adamları meqaparsekdə saniyədə 73,3 kilometrlik yenilənmiş Hubble sabitini əldə etdilər. Eyni zamanda, elm adamları sona qədər mümkün nəticəni bilmirdilər ki, bu da saxtakarlıq ehtimalını istisna edir.

Qazın qara dəlik ətrafında fırlanması zamanı yaranan təbii maserlərdən Hubble sabitinin ölçülməsinin nəticəsi meqaparsekdə saniyədə 74 kilometr olduğu ortaya çıxdı. Digər üsullar meqaparsekdə saniyədə 76,5 və 73,6 kilometr sürət verdi. Kainatda maddənin paylanmasının ölçülməsində də problemlər yaranır, çünki qravitasiya linzaları mikrodalğalı fonun ölçmələri ilə müqayisədə fərqli dəyər verir.

Əgər uyğunsuzluğun ölçmə xətaları ilə bağlı olmadığı ortaya çıxarsa, o zaman hazırda mövcud olan bütün məlumatları izah etmək üçün yeni bir nəzəriyyə tələb olunacaq. Mümkün bir həll yolu, kainatın sürətlə genişlənməsinə səbəb olan qaranlıq enerjinin miqdarını dəyişdirməkdir. Əksər elm adamları fizikanı yeniləmədən bunu etməyin tərəfdarı olsalar da, problem həllini tapmamış qalır.