Պարզվեց, որ տիեզերքը սխալ է

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Տիեզերագետները կանգնած են լուրջ գիտական խնդրի առաջ, որը վկայում է Տիեզերքի մասին մարդու գիտելիքների անկատարության մասին։ Բարդությունը վերաբերում է այնպիսի աննշան թվացող բանին, ինչպիսին է Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը: Փաստն այն է, որ տարբեր մեթոդներ ցույց են տալիս տարբեր իմաստներ, և մինչ այժմ ոչ ոք չի կարող բացատրել տարօրինակ անհամապատասխանությունը:

Տիեզերական առեղծված

Ներկայումս ստանդարտ տիեզերագիտական մոդելը «Lambda-CDM» (ΛCDM) առավել ճշգրիտ նկարագրում է տիեզերքի էվոլյուցիան և կառուցվածքը։ Համաձայն այս մոդելի՝ տիեզերքն ունի ոչ զրոյական դրական տիեզերական հաստատուն (լամբդա տերմին), որն առաջացնում է արագացված ընդլայնում։ Բացի այդ, ΛCDM-ն բացատրում է CMB-ի (տիեզերական միկրոալիքային ֆոն) դիտարկված կառուցվածքը, Տիեզերքում գալակտիկաների բաշխվածությունը, ջրածնի և այլ լույսի ատոմների առատությունը և վակուումային ընդլայնման բուն արագությունը։ Այնուամենայնիվ, ընդլայնման արագության լուրջ անհամապատասխանությունը կարող է ցույց տալ մոդելի արմատական փոփոխության անհրաժեշտությունը:

Տեսական ֆիզիկոս Վիվիան Պուլենը Ֆրանսիայի Գիտական հետազոտությունների ազգային կենտրոնից և Մոնպելյեի Տիեզերքի և մասնիկների լաբորատորիայից պնդում է, որ սա նշանակում է հետևյալը. երիտասարդ տիեզերքում տեղի է ունեցել մի կարևոր բան, որի մասին մենք դեռ չգիտենք: Միգուցե դա մի երևույթ էր, որը կապված էր մութ էներգիայի անհայտ տեսակի կամ նոր տեսակի ենթաատոմային մասնիկների հետ: Եթե մոդելը դա հաշվի առնի, ապա անհամապատասխանությունը կվերանա:

Ճգնաժամի շեմին

Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը որոշելու ուղիներից մեկը միկրոալիքային ֆոնի ուսումնասիրությունն է՝ մասունքային ճառագայթումը, որն առաջացել է Մեծ պայթյունից 380 հազար տարի անց: ΛCDM-ն կարող է օգտագործվել Հաբլի հաստատունը ստանալու համար՝ չափելով CMB-ի մեծ տատանումները: Պարզվեց, որ այն հավասար է 67,4 կիլոմետր վայրկյանում յուրաքանչյուր մեգապարսեկի համար, կամ մոտ երեք միլիոն լուսային տարի (նման արագությամբ առարկաները շեղվում են միմյանցից համապատասխան հեռավորության վրա)։ Այս դեպքում սխալը կազմում է վայրկյանում ընդամենը 0,5 կիլոմետր մեկ մեգապարսեկում:

Եթե մենք ստանանք մոտավորապես նույն արժեքը՝ օգտագործելով այլ մեթոդ, ապա դա կհաստատի ստանդարտ տիեզերաբանական մոդելի վավերականությունը: Գիտնականները չափել են ստանդարտ մոմերի ակնհայտ պայծառությունը՝ առարկաներ, որոնց պայծառությունը միշտ հայտնի է: Այդպիսի օբյեկտներ են, օրինակ, Ia տիպի գերնոր աստղերը՝ սպիտակ թզուկները, որոնք այլևս չեն կարող կլանել մեծ ուղեկից աստղերի նյութը և պայթել: Ստանդարտ մոմերի ակնհայտ պայծառությամբ դուք կարող եք որոշել դրանց հեռավորությունը: Զուգահեռաբար դուք կարող եք չափել գերնոր աստղերի կարմիր շեղումը, այսինքն՝ լույսի ալիքի երկարությունների տեղաշարժը դեպի սպեկտրի կարմիր շրջան։ Որքան մեծ է կարմիր շեղումը, այնքան ավելի մեծ արագություն է, որով օբյեկտը հեռացվում է դիտորդից:

Այսպիսով, հնարավոր է դառնում որոշել Տիեզերքի ընդլայնման արագությունը, որն այս դեպքում յուրաքանչյուր մեգապարսեկի համար պարզվում է, որ հավասար է վայրկյանում 74 կիլոմետրի։ Սա չի համապատասխանում ΛCDM-ից ստացված արժեքներին: Այնուամենայնիվ, քիչ հավանական է, որ չափման սխալը կարող է բացատրել անհամապատասխանությունը:

Ըստ Դեյվիդ Գրոսի՝ Կալիֆորնիայի Սանտա Բարբարայի համալսարանի տեսական ֆիզիկայի Կավլիի ինստիտուտից, մասնիկների ֆիզիկայում նման անհամապատասխանությունը ոչ թե խնդիր, այլ ճգնաժամ կկոչվի: Սակայն մի շարք գիտնականներ չհամաձայնեցին այս գնահատականի հետ։ Իրավիճակը բարդացավ մեկ այլ մեթոդով, որը նույնպես հիմնված է վաղ Տիեզերքի ուսումնասիրության վրա, այն է՝ բարիոնային ակուստիկ տատանումները՝ տեսանելի նյութի խտության տատանումները, որոնք լրացնում են վաղ Տիեզերքը:Այս թրթռումները առաջանում են պլազմային ակուստիկ ալիքներից և միշտ հայտնի չափսեր ունեն, ինչը նրանց նմանեցնում է ստանդարտ մոմերի: Համակցված այլ չափումների հետ՝ դրանք տալիս են Hubble հաստատուն ΛCDM-ին համապատասխան:

Նոր մոդել

Հնարավորություն կա, որ գիտնականները սխալվել են Ia տիպի գերնոր աստղերն օգտագործելիս։ Հեռավոր օբյեկտի հեռավորությունը որոշելու համար հարկավոր է կառուցել հեռավորության սանդուղք:

Այս սանդուղքի առաջին աստիճանը Ցեֆեիդներն են՝ փոփոխական աստղեր, որոնք ունեն հստակ ժամանակաշրջան-լուսավորություն հարաբերություններ: Ցեֆեիդները կարող են օգտագործվել Ia տիպի մոտակա գերնոր աստղերի հեռավորությունը որոշելու համար։ Ուսումնասիրություններից մեկում ցեֆեիդների փոխարեն օգտագործվել են կարմիր հսկաներ, որոնք կյանքի որոշակի փուլում հասնում են առավելագույն պայծառության՝ բոլոր կարմիր հսկաների համար նույնն է։

Արդյունքում պարզվեց, որ Հաբլի հաստատունը 69,8 կիլոմետր վայրկյան է մեկ մեգապարսեկում։ Չկա ճգնաժամ, ասում է Չիկագոյի համալսարանից Վենդի Ֆրիդմանը, որը թերթի հեղինակներից մեկն է:

Բայց այս հայտարարությունը նույնպես կասկածի տակ դրվեց։ H0LiCOW-ի համագործակցությունը չափել է Հաբլի հաստատունը՝ օգտագործելով գրավիտացիոն ոսպնյակներ, էֆեկտ, որը տեղի է ունենում, երբ զանգվածային մարմինը թեքում է իր հետևում գտնվող հեռավոր օբյեկտի ճառագայթները: Վերջիններս կարող են լինել քվազարներ՝ ակտիվ գալակտիկաների միջուկներ, որոնք սնվում են գերզանգվածային սև խոռոչից: Գրավիտացիոն ոսպնյակների շնորհիվ մեկ քվազարի մի քանի պատկեր կարող են հայտնվել միանգամից։ Չափելով այս պատկերների թարթումը` գիտնականները ստացել են նորացված Hubble հաստատունը` 73,3 կիլոմետր վայրկյանում մեկ մեգապարսեկում: Միևնույն ժամանակ, գիտնականները մինչև վերջին անգամ չգիտեին հնարավոր արդյունքը, ինչը բացառում է խարդախության հնարավորությունը։

Բնական մասերներից ստացված Հաբլի հաստատունի չափման արդյունքը, որը ձևավորվել է, երբ գազը պտտվում է սև խոռոչի շուրջ, եղել է վայրկյանում 74 կիլոմետր մեկ մեգապարսեկում: Մյուս մեթոդները տվել են 76,5 և 73,6 կիլոմետր վայրկյան մեկ մեգապարսեկում։ Խնդիրներ են առաջանում նաև Տիեզերքում նյութի բաշխումը չափելու հարցում, քանի որ գրավիտացիոն ոսպնյակը տարբեր արժեք է տալիս միկրոալիքային ֆոնի չափումների համեմատ:

Եթե պարզվի, որ անհամապատասխանությունը պայմանավորված չէ չափումների սխալներով, ապա կպահանջվի նոր տեսություն՝ բացատրելու ներկայումս առկա բոլոր տվյալները: Հնարավոր լուծումներից մեկը մութ էներգիայի քանակի փոփոխությունն է, որն առաջացնում է տիեզերքի արագացված ընդլայնում: Չնայած գիտնականների մեծամասնությունը կողմնակից է անել առանց ֆիզիկայի թարմացման, խնդիրը մնում է չլուծված: