Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Gigantyczny bąbel we wszechświecie zakończy spór o stałą Hubble'a?

Recommended Posts

Fizyk z Uniwersytetu w Genewie zaproponował rozwiązanie poważnego kryzysu, trapiącego kosmologię. Kryzysowi temu na imię stała Hubble'a. To jedna z podstawowych stałych kosmologicznych. Opisuje ona tempo rozszerzania się wszechświata. Problem w tym, że dotychczasowe obliczenia i badania dają co najmniej dwa różne, zbyt różne, wyniki. Profesor Lucas Lombriser twierdzi, że wie, skąd bierze się ta różnica.

Stałą Hubbla wyznacza się za pomocą dwóch głównych metod. Pierwsza, pomiary promieniowania mikrofalowego tła, wskazuje, że wszechświat rozszerza się z prędkością 64,4 km/s/Mpc, czyli, że na każdy megaparsek (3,26 miliona lat świetlnych) tempo rozszerzania się wszechświata rośnie o 64,4 km/s. Jednak obliczenia z wykorzystaniem cefeid, zmiennych gwiazd pulsujących, dają wartość 73,4 km/s/Mpc. Różnica jest tak duża, że obliczeń tych nie da się pogodzić. W miarę upływu lat te dwie wartości były wyznaczane coraz bardziej precyzyjnie, ale różnica między nimi pozostawała. To doprowadziło do sporu naukowego. Pojawiły się głosy, że mamy do czynienia z „nową fizyką”.

Lombriser wysunął jednak hipotezę, która nie wymaga odwoływania się do „nowej fizyki”. Zdaniem uczonego, należy przyjąć wszechświat nie jest homogeniczny. Oczywiście takie założenie jest prawdziwe, jednak w dość niewielkich skalach. Nie ma wątpliwości, że w galaktykach i poza nimi materia rozłożona jest inaczej. Jednak trudno wyobrazić sobie różnice w skalach tysiąckrotnie większych niż galaktyki.

Jeśli znajdowalibyśmy się w gigantycznym „bąblu”, w którym gęstość materii jest znacząco mniejsza niż gęstość materii we wszechświecie, miałoby to konsekwencje dla odległości do supernowych i dla określenia stałej Hubble'a, mówi Lombriser. Naukowiec zaproponował hipotezę, że Droga Mleczna i tysiące innych galaktyk poruszają się w bąblu o średnicy 250 milionów lat świetlnych, w którym gęstość materii jest o 50% niższa niż w reszcie wszechświata.

Jeśli w takim bąblu znajdują się obiekty, z galaktyk których używamy do wyznaczania stałej Hubble'a, to po przeprowadzeniu obliczeń okazuje się, że uzyskane wyniki w wysokim stopniu zgadzają się z obliczeniami, w których uwzględniane jest mikrofalowe promieniowanie tła. Prawdopodobieństwo, że istnieje tego typu fluktuacja [wspomniany bąbel – red.] wynosi między 1/20 a 1/5, co oznacza, że to nie jest tylko fantazja teoretyka. We wszechświecie istnieje wiele takich regionów jak nasz, mówi Lombriser.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Sporu nie zakończy. Za to jest potencjał na nową religię. Wiara w bąbla którego nikt nie zaobserwował a którym ktoś zaszpachlował równania żeby ładnie było.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tu jest chyba błąd.

tempo rozszerzania się wszechświata rośnie o 64,4 km/s.

Jeżeli tempo rośnie to musi być zapis km/s2.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też sugerowałam różne warunki nasze lokalne i "zewnętrzne" - fajnie że miałam podobną intuicję.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, tempik napisał:

Wiara w bąbla którego nikt nie zaobserwował a którym ktoś zaszpachlował równania żeby ładnie było.

No tak się to robi. Polecam: http://www.wiw.pl/fizyka/BoskaCzastka/Esej.asp?base=r&cp=1&ce=7 oraz 'katastrofa w nadfiolecie'  Ale rozmumiem i szanuję :) sam mam wielki problem z inflacją Gutha, za duże liczby się pojawiają.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Ergo Sum napisał:

Też sugerowałam różne warunki nasze lokalne i "zewnętrzne" - fajnie że miałam podobną intuicję.

Gratuluję intuicji i dołożę kawałek własnej - jeśli gęstość w różnych obszarach może tak znacząco się różnić, to ciemna materia może okazać się niepotrzebna, wystarczy kilka bąbelków o bardzo dużej gęstości. Jak comber zajęczy nadziewany ołowianym śrutem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Najciekawsze jest skąd autor nie mając żadnych danych z obserwacji tak precyzyjnie określił te 250M lat świetlnych średnicy bąbla. Stawiam na to że ta wielkość jest skrojona tak żeby przykryć wszystkie zaobserwowane, niewygodne cefeidy. Hehe to chyba jednak jest ta "nowa fizyka"

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, tempik napisał:

Stawiam na to że ta wielkość jest skrojona tak żeby przykryć wszystkie zaobserwowane, niewygodne cefeidy.

I dobrze stawiasz, bo na tym takie obliczenia polegają. Teraz trzeba sprawdzić, czy taki bąbel istnieje. Zwykła hipoteza do sprawdzenia, normalka. Co zabawne - bardzo podobne hipotezy robi się nieświadomie w zwykłym życiu dziesiątki, setki razy dziennie, nawet przy wbijaniu gwoździ :D

  • Upvote (+1) 2

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, tempik napisał:

Najciekawsze jest skąd autor nie mając żadnych danych z obserwacji tak precyzyjnie określił te 250M lat świetlnych średnicy bąbla. Stawiam na to że ta wielkość jest skrojona tak żeby przykryć wszystkie zaobserwowane, niewygodne cefeidy. Hehe to chyba jednak jest ta "nowa fizyka"

Dokładnie tak jak napisał @ex nihilo Mamy tutaj naprawdę dobrą hipotezę. Będziemy mogli ją potwierdzić lub obalić. Wystarczy przeprowadzić więcej obserwacji, a teraz mamy sugestię gdzie powinniśmy szukać. Jeśli nie znajdziemy takiego bąbla, to hipoteza idzie do kosza, lub zostaje poprawiona. W każdym razie uczymy się czegoś nowego i wiemy więcej. Nic na wiarę, nie tak działa nauka.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minut temu, gooostaw napisał:

Będziemy mogli ją potwierdzić lub obalić. Wystarczy przeprowadzić więcej obserwacji, a teraz mamy sugestię gdzie powinniśmy szukać.

Chyba będzie to trudne,

zważywszy na fakt, że sami siedzimy w tym hipotetycznym bąblu, który na dodatek nie ma żadnej widzialnej krawędzi i jest tak duży, że pomiar odległości galaktyk na takich dystansach jest baaaaardzo niedokładny.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minutę temu, tempik napisał:

Chyba będzie to trudne,

zważywszy na fakt, że sami siedzimy w tym hipotetycznym bąblu, który na dodatek nie ma żadnej widzialnej krawędzi i jest tak duży, że pomiar odległości galaktyk na takich dystansach jest baaaaardzo niedokładny.

Oczywiście że będzie to trudne, ale i tak ktoś spróbuje i pewnie prędzej czy później się uda.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 11.03.2020 o 21:53, tempik napisał:

Najciekawsze jest skąd autor nie mając żadnych danych z obserwacji tak precyzyjnie określił te 250M lat świetlnych średnicy bąbla. Stawiam na to że ta wielkość jest skrojona tak żeby przykryć wszystkie zaobserwowane, niewygodne cefeidy.

O ile pamiętam, najdalsze obserwowane cefeidy to jakieś 30 Mpc, a średnica tego bąbla to 80 Mpc; ta ostatnia wychodzi z takiego ładnego przecięcia się prostych. :P
(z pracy źródłowej)

Fig. 2

 

ed: jest to wynik jak najbardziej OBSERWACJI i (oczywiste) PRZYJĘTEGO modelu.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 hours ago, tempik said:

Chyba będzie to trudne,

zważywszy na fakt, że sami siedzimy w tym hipotetycznym bąblu, który na dodatek nie ma żadnej widzialnej krawędzi i jest tak duży, że pomiar odległości galaktyk na takich dystansach jest baaaaardzo niedokładny.

Trudne na szczęście nie znaczy niewykonalne. Einstein uważał, że najprawdopodobniej nigdy nie uda się udowodnić istnienia fal grawitacyjnych, ale za to przy innej okazji powiedział też:

"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić, i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da, i on to właśnie robi."

Teza została postawiona, trzeba teraz pomyśleć jak ją sfalsyfikować.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 godzin temu, tempik napisał:

Sporu nie zakończy. Za to jest potencjał na nową religię. Wiara w bąbla którego nikt nie zaobserwował a którym ktoś zaszpachlował równania żeby ładnie było.

Hipoteza to nie jest potencjał na religię i nie ma z nią nic wspólnego. Nie podejrzewam naukowców o to, aby z hipotez próbowali robić religię, jeśli ktoś to robi, to znaczy, że nie jest naukowcem, tylko hochsztaplerem.

Religia różni się od hipotezy tym, że religię nikt nie powinien udowadniać, bo jest to niewykonalne. W religii stwierdza się, że coś jest tak, a nie inaczej i już(!), i nikt nie powinien z tym dyskutować, ani sprawdzać, czy jest to zgodne z prawdą. Co więcej! W religii za prawdę przyjmuje się nawet to, co zostało naukowo udowodnione, że jest fałszem, np. "płaska ziemia". Dla osoby wierzącej określenie "prawdy" nie ma żadnego znaczenia, bo sama "prawda" jest pojęciem abstrakcyjnym i nie mającym nic wspólnego z prawdą naukową, a tak zwane "szukanie prawdy", czy "dochodzenie do prawdy" polega na utwierdzaniu się w ... fałszu(!), poprzez rytuały i wmawianie sobie niedorzeczności.

Hipotezę natomiast można i należy próbować udowodnić. Hipoteza nie jest stwierdzeniem, tylko przypuszczeniem. Jest wręcz zachętą do tego, aby sprawdzić, czy dana hipoteza jest zgodna z prawdą (prawdą naukową oczywiście, a nie w sensie religijnym).

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 godzin temu, Jery napisał:

Tu jest chyba błąd.

tempo rozszerzania się wszechświata rośnie o 64,4 km/s.

Jeżeli tempo rośnie to musi być zapis km/s2.

wszędzie jest używana jednostka km/s/Mpc

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dla ścisłości dodam, że jak wszystko się to uprości, to km/(s*Mpc) da zwykłe X herców, czyli na sekundę. To jak najbardziej "tempo". Upraszczając nieco, odwrotność tego to "wiek" Wszechświata.

Jednostka (zwyczajowa) km/s/Mpc wynika zwyczajnie z obserwacji. Spektroskopia podsyła redshifty w km/s, a szacowanie odległości do dalekich obiektów czynimy zwykle w Mpc.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 godzin temu, Astro napisał:

ed: jest to wynik jak najbardziej OBSERWACJI i (oczywiste) PRZYJĘTEGO modelu

Racja. Zakładając jakąś statystyczną gęstość można żmudną obserwacją znaleźć bąbel czy inną fluktuację

Share this post


Link to post
Share on other sites

No wiesz, mnie ten model może równie nie pasić, ale na tym nauka polega, by jednak nie gonić króliczka, a ubić go. :)
Jak znajdziesz jakiś argument przeciw, to pierwszy chciałbym o tym usłyszeć. :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z CERN-u wykorzystali zaawansowane techniki spektroskopii laserowej do zbadania, po raz pierwszy w historii, struktury subtelnej antywodoru. Okazało się, że przesunięcie Lamba – niewielkie rozbieżności między obserwowanymi poziomami energetycznymi, a przewidywaniami równania Diraca – jest tutaj takie samo jak w przypadku wodoru.
      Fakt że w kosmosie wydaje się istnieć bardzo niewiele antymaterii od dawna niepokoi fizyków. Tworzenie i badania atomów antymaterii to jeden ze sposobów na poznanie przyczyn tej asymetrii. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się tutaj badanie anomalii w spektrach antyatomów i porównywanie ich ze spektrami atomów, za pomocą którego możemy odkryć i wyjaśnić naruszenie symetrii CPT.
      ALPHA tworzy atomy antywodoru łącząc antyprotony dostarczane przez Antiproton Decelerator z antyalektronami. Następnie całość umieszcza w pułapce magnetycznej w próżni, dzięki czemu antywodór nie wchodzi w reakcję z materią i nie ulega anihilacji. Na atomy antywodoru kierowane jest następnie światło lasera, za pomocą którego dokonywane są pomiary.
      Na łamach Nature opisano najnowszy eksperyment, podczas którego uczeni z ALPHA badali strukturę subtelną antywodoru znajdującego się w pierwszym stanie wzbudzonym. Pomiary wykonano za pomocą setek antyatomów, które wytwarzano w grupach po około 20 średnio co 4 minuty. Antyatomy były przez dwa dni przechowywane w pułapce magnetycznej. Następnie za pomocą krótkich impulsów światła ultrafioletowego poziom wzbudzenia był zmieniany ze stanu podstawowego do 2P1/2 lub 2P3/2. Gdy antyatomy wracały do stanu 1S niektóre z nich uciekały z pułapki i ulegały anihilacji z atomami z jej ścianek.
      W ten sposób naukowcy byli w stanie określić różnice pomiędzy oboma stanami 2P, a stanem 1S. Pomiarów z dokładnością 16 części na miliard. Okazało się, że rozszczepienie struktury subtelnej atomów wodoru i antywodoru jest takie samo. Niepewność obliczeń nie przekracza tutaj 2%. Również badania przesunięcia Lamba wykazały wysoką zgodność pomiędzy atomami wodoru i antywodoru. Tutaj różnice nie przekraczają 11%.
      Randolf Pohl z Uniwersytetu w Moguncji mówi, że zespół ALPHA osiągnął spektakularny sukces w dziedzinie spektroskopii laserowej antywodoru. Szczególnie ważnym osiągnięciem jest zmniejszenie niepewności pomiaru przesunięcia Lamba do mniej niż 1/10000. Dalsze uściślenie pomiarów powinno pozwolić na zbadanie czy rzeczywiście dochodzi do naruszenia symetrii CPT.
      Stwierdzenie, że pomiędzy tymi dwiema formami materii nie ma żadnej różnicy, może wstrząsnąć podstawami fizyki opartej na Modelu Standardowym. Nasze nowe pomiary dotyczą pewnych aspektów związanych z interakcją antymaterii, takich jak przesunięcie Lamba, które od dawna chcemy badać, mówi Jeffrey Hangst, rzecznik prasowy grupy ALPHA.
      W następnym etapie naszych badań chcemy wykorzystać najnowocześniejszą technikę do schłodzenia dużych ilości antywodoru. Tego typu techniki umożliwią niezwykle precyzyjne porównanie materii i antymaterii, dodaje.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed dwoma tygodniami rozpoczęto testowanie nowego potężnego narzędzia, którego zadaniem jest stworzenie mapy milionów galaktyk oraz dokonanie pomiarów ich ruchu. Robotyczny instrument o nazwie DESI pozwoli astronomom na określenie ilości ciemnej energii oraz zachodzących w niej zmian.
      Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) został zainstalowany w teleskopie znajdującym się w Kitt Peak National Observatory w Arizonie. Jego instalowanie zajęło specjalistom aż 18 miesięcy.
      DESI oficjalnie rozpocznie pracę na początku przyszłego roku. W idealnych warunkach instrument będzie rejestrował nawet 5000 galaktyk w ciągu 20 minut. Naukowcy spodziewają się, że w ciągu 5 lat pracy DESI zarejestruje światło z 35 milionów galaktyk i 2,4 miliona kwazarów. Tak wysoka wydajność jest możliwa dzięki zastosowaniu robotyki. Wewnątrz instrumentu umieszczono 5000 światłowodów oraz urządzenia do precyzyjnego pozycjonowania każdego z nich. Urządzenia te są w stanie w ciągu kilku minut ustawić wszystkie światłowody w predefiniowanej pozycji.
      DESI będzie zbierał konkretne długości fali światła z poszczególnych galaktyk, a astronomowie na tej podstawie określą, jak szybko oddalają się one od nas. Możliwe będzie też dokonanie pomiarów odległości każdej z galaktyk do Ziemi względem innych galaktyk. Lokalizacja galaktyk oraz ich względne odległości posłużą do stworzenia trójwymiarowej mapy wszechświata obejmującej przestrzeń w promieniu do 11 miliardów lat świetlnych.
      Dzięki pomiarom na temat tempa ruchu galaktyk astronomowie będą mogli ocenić ilość ciemnej energii, a jako że DESI dostarczy indywidualnych danych dla milionów galaktyk, możliwe będzie określenie ilości ciemnej energii w konkretnym miejscu i konkretnym czasie. To zaś pozwoli stwierdzić czy, zgodnie z założeniami współczesnej kosmologii, ilość ciemnej energii we wszechświecie jest stała czy też w jakiś sposób zmienia się w czasie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tegoroczne Nagrody Nobla z dziedziny fizyki zostały przyznane za wkład w zrozumienie ewolucji wszechświata i miejsca Ziemi w kosmosie. Otrzymali je James Peebles za teoretyczne odkrycia w dziedzinie kosmologii fizycznej oraz Michel Mayor i Didier Queloz za odkrycie egzoplanety krążącej wokół gwiazdy typu Słońca.
      James Peebles to Kanadyjczyk pracujący obecnie na Princeton University. Michel Mayor jest Szwajcarem, pracuje na Uniwersytecie w Genewie. Podobnie zresztą jak Didier Queloz, który dodatkowo zatrudniony jest na Cambridge University.
      Profesor Peebles, odpowiadając podczas konferencji prasowej na pytanie o możliwość istnienia życia na innych planetach, stwierdził: Ironią jest, że możemy być pewni, że istnieje wiele planet zdolnych do podtrzymania życia [...], ironią jest, że mamy wizję życia na innych planetach, ale możemy być pewni, że nigdy nie zobaczymy tych form życia, tych planet. To pokazuje, jak wielkie są możliwości i jak wielkie są ograniczenia nauki, powiedział noblista.
      Niestety, wbrew naszym oczekiwaniom, tegorocznym laureatem nie został profesor Artur Ekert, o którego szansach na nagrodę informowaliśmy wczoraj.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie, astrofizycy i fizycy cząstek zgromadzeni w Kavli Institute for Theoretical Physics na Uniwersytecie Kalifornijskim zastanawiają się, na ile poważne są różnice w pomiarach dotyczących stałej Hubble'a. Zagadnienie to stało się jednym z ważniejszych problemów współczesnej astrofizyki, gdyż od rozstrzygnięcia zależy nasza wiedza np. od tempie rozszerzania się wszechświata.
      Problem polega na tym, że wyliczenia stałej Hubble'a w oparciu o badania promieniowania wyemitowanego podczas Wielkiego Wybuchu różnią się od stałej Hubble'a uzyskiwanej na podstawie obliczeń opartych na badaniu supernowych. Innymi słowy, obliczenia oparte na najstarszych danych różnią się od tych opartych na danych nowszych. Jeśli specjaliści nie znajdą wyjaśnienia tego fenomenu może się okazać, że nie rozumiemy wielu mechanizmów działania wszechświata.
      W latach 20. XX wieku Edwin Hubble zauważył, że najdalsze obiekty we wszechświecie wydają się oddalać od siebie szybciej niż te bliższe. Pojawiła się więc propozycja stworzenia stałą Hubble'a opisującej tempo rozszerzania się wszechświata.
      Eksperymenty mające na celu określenie warto tej stałej dają jednak różne wyniki. Jedna z technik jej poszukiwania zakłada wykorzystanie mikrofalowego promieniowania tła, czyli światła powstałego wkrótce po Wielkim Wybuchu. Prowadzone na tej podstawie pomiary i obliczenia wykazały, że stała Hubble'a to 67,4 km/s/Mpc ± 0,5 km/s/Mpc. Jednak badania oparte o dane z supernowych pokazują, że stała Hubble'a to 74,0 km/s/Mpc. Obie wartości nie mogą być prawdziwe, chyba, że przyjmiemy, że coś niezwykłego stało się na początku rozszerzania się wszechświata. Niektórzy fizycy sugerują, że u zarania dziejów istniał inny rodzaj ciemnej energii powodującej rozszerzanie się wszechświata.
      Na razie jednak fizycy nie wszczynają alarmu i uważają, że obecne teorie dotyczące działania wszechświata są nadal ważne.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...