Universumi laiendamise detektiivilugu uuriti uue tööriistaga

Universumi laienemine

Uued uuringud võivad aidata selgitada, miks universumi laienemine kiireneb. (Pildikrediit: NASA / ESA / LEGUS meeskond)





Uus tehnika, mis analüüsib kokkupõrkeid, võib aidata lahendada universumi paisumise taga peituvat saladust.

Universum ei istu rahulikult ja rahulikult; see laieneb kiireneva kiirusega. Miks aga laienemine kiireneb, jääb saladuseks. Mõned teadlased väidavad, et tume energia, teoreetiline jõud, mis moodustab suurema osa universumist, on vastu raskusjõule, teised aga väidavad, et Albert Einsteini üldrelatiivsusteooriat ennast võib vaja muuta. Einsteini teooria kohaselt näib universumi gravitatsioon nõrgem, kui teadlased eeldavad, et näha, kas see koosneb tavalisest ainest.

Salapära lahendamiseks ei otsi teadlaste meeskond mitte universumit, vaid mitme vaatlusega kogutud andmeid - või täpsemalt nende andmete vastuolusid.



'See on nagu detektiivilugu, kus vastuolulised tõendid või tunnistused võivad lahendada mõistatuse,' ütles Mustapha Ishak-Boushaki, Dallase Texase Ülikooli astrofüüsika professor. öeldi avalduses .

Ishak-Boushaki on koostöös kraadiõppur Weikang Liniga välja töötanud uue tööriista nende vastuolude uurimiseks. Nende leiud võivad aidata valgustada kosmoloogilise laienemise pikaajalist saladust. Ishak-Boushaki tutvustas tulemusi 5. juunil Ameerika Astronoomiaühingu 232. kohtumisel Denveris. [ Universum: suur pauk kuni 10 lihtsa sammuga ]

Uus tööriist

Kui Einstein oma üldrelatiivsusteooriat sõnastas, lisas ta matemaatilise lahknevuse tõttu oma võrranditesse termini „gravitatsioonikonstant”. Aastal 1929, kui Edwin hambus täheldas, et teised galaktikad eemaldusid Linnuteest, sai idee laienevast galaktikast. Aastakümneid hiljem, 1998. aastal, said teadlased aru, et laienemine oli tegelikult kiirendab - avastus, mis teenis neile 2011 Nobeli füüsikaauhind . Sellest ajast alates on tõendeid jätkunud seda kiirendust toetada .



Astrofüüsikud tuginevad universumi standardmudelile, et kirjeldada selle ajalugu, arengut ja struktuuri. See mudel aitab neil arvutada universumi vanust ja selle laienemise kiirust. Selle võrrandid sisaldavad mitmeid kosmoloogilisi parameetreid - muutujaid, mis määratakse vaatluste abil.

Kuid nende muutujate numbrid võivad pärineda paljudest katsetest ja mõnikord ei sobi nende katsete tulemused kokku. Need lahknevused võivad tekitada andmekogudes süstemaatilisi vigu ja põhjustada standardmudelis ebakindlust.

'Meie uurimus uurib nende parameetrite väärtust, kuidas neid erinevate katsete põhjal määratakse ja kas väärtuste osas on kokkulepe,' ütles Ishak-Boushaki.



Ishak-Boushaki ja Lin töötasid välja uue mõõtme, mida nimetatakse ebajärjekindluse indeksiks (IOI), millega saab määrata numbrilise väärtuse sellele, kui palju kaks või enam andmekogumit ei nõustu. Kui IOI on suurem kui 1, tähendab see, et andmekogumid on ebajärjekindlad, samas kui IOI, mis on suurem kui 5, loeb need „tugevalt ebajärjekindlaks”.

Näiteks on Hubble'i parameeter seotud universumi laienemise kiirusega. Ishak-Boushaki võrdles Hubble'i parameetri määramise viit tehnikat. Üks meetod põhineb mõõtmisel kaugus supernoovadest mis asuvad suhteliselt lähedal, samas kui teised jälgivad erinevaid nähtusi palju kaugemal.

'Leidsime, et neljast viiest meetodist on kokkulepe, kuid supernoovade lokaalse mõõtmise Hubble'i parameeter ei ole nõus. See on nagu kõrvalekalle, 'ütles Ishak-Boushaki. 'Eelkõige on selge pinge kohaliku mõõtmise ja Plancki teadusmissiooni mõõtmise vahel, mis iseloomustas kosmilist mikrolaine taustkiirgust.'

Veelgi segasem on see, et selle kohaliku meetodi arvutamiseks kasutatud mitmed meetodid ei nõustu Plancki ja teiste tulemustega.

'Miks see Hubble'i parameetri kohalik mõõtmine paistab silma olulise lahkarvamusega Planckiga?' Ütles Ishak-Boushaki.

Ishak-Boushaki ja Lin rakendasid IOI-d ka viiele Päikesesüsteemi vaatlusvahendite komplektile ja leidsid, et neil on nii üksteisega kui ka Planckiga tugevad erimeelsused.

'See on väga intrigeeriv. See ütleb meile, et universum suurimatel vaadeldavatel skaaladel võib käituda erinevalt universumist vahe- või lokaalsel skaalal, 'ütles Ishak-Boushaki. 'See paneb meid küsima, kas Albert Einsteini gravitatsiooniteooria kehtib universumis väikestest skaaladest kuni väga suurte mõõtmeteni.'

Teadlased on oma IOI tööriista teistele teadlastele kättesaadavaks teinud.

'Need vastuolud hakkavad nüüd rohkem ilmnema, sest meie tähelepanekud on jõudnud täpsuseni, kus me neid näeme,' ütles Ishak-Boushaki, kes avaldas oma esimene paber 'Vajame nende kosmoloogiliste parameetrite jaoks õigeid väärtusi, sest sellel on oluline mõju meie arusaamale universumist.'

Jälgi Nola Taylor Reddit Twitteris @NolaTRedd või Google+ . Jälgi meid aadressil @Spacedotcom , Facebook või Google+ . Algselt avaldatud guesswhozoo.com .