离我们最近的几千个星系在一个直径为2.5亿光年的巨大“泡泡”中运动,物质的平均密度是宇宙其余部分的一半。这是理论物理学家为解决一个已经使科学界分裂了十年的难题而提出的假设:宇宙以什么速度膨胀?
日内瓦大学的物理学家卢卡斯·隆伯里塞(Lucas Lombriser)提出了一种可能的方法,通过提出附近直径为2.5亿光年的巨大“气泡”的概念来调和哈勃常数的两个截然不同的确定。宇宙其余部分密度的一半。
地球,太阳系,整个银河系和离我们最近的几千个星系在一个直径为2.5亿光年的巨大“泡泡”中运动,物质的平均密度是宇宙其余部分的一半。这是日内瓦大学(UNIGE)的理论物理学家提出的假设,用以解决一个已经使科学界分裂十年的难题:宇宙以什么速度膨胀?到目前为止,至少有两种独立的计算方法得出的两个值相差约10%,其偏差在统计上是不可调和的。这种新方法在《物理学快报》 B中发表,消除了这种分歧,而没有利用任何“新物理学”。
自从大爆炸发生在138亿年前以来,宇宙一直在扩展-这一命题最早由比利时佳能和物理学家乔治·勒迈特(GeorgesLemaître)(1894-1966)提出,而埃德温·哈勃(Edwin Hubble)(1889-1953)则首次得到证实。美国天文学家在1929年发现,每个星系都在远离我们,而最遥远的星系移动得最快。这表明过去有一段时间所有星系都位于同一地点,这个时间只能对应于“大爆炸”。这项研究引起了哈勃-莱默特定律,包括哈勃常数(H0),该常数表示宇宙的膨胀率。目前,对H0的最佳估计值约为70(km / s)/ Mpc(这意味着,每增加326万光年情况下,宇宙以每秒70公里的速度快速扩张)。
零星超新星
第一种是基于宇宙微波的背景:这是从各处传播到我们的微波辐射,是在宇宙变得足够冷以至于光最终能够自由流通时发出的(大爆炸后大约370,000年)。使用普朗克太空任务提供的精确数据,并考虑到宇宙是同质且各向同性的事实,使用爱因斯坦的广义相对论在整个场景中得出H0的值为67.4。第二种计算方法基于超新星,该超新星偶尔出现在遥远的星系中。这些非常明亮的事件为观察者提供了高度精确的距离,这种方法可以确定H0值为74。
UNIGE科学学院理论物理系教授Lucas Lombriser解释说:“这两个值多年来一直变得更加精确,而彼此之间却保持着不同。它并不需要花费太多的时间就引发科学争议,甚至是激发我们可能正在处理“新物理学”的令人兴奋的希望。” 为了缩小差距,隆布里瑟(Lombriser)教授接受了这样一个观点,即宇宙并不像所声称的那样均匀,这一假设在相对适度的规模上似乎显而易见。毫无疑问,物质在银河内部的分布与在银河外部的分布不同。但是,很难想象以比银河系大数千倍的体积计算出的物质平均密度的波动。
“哈勃泡泡”
“如果我们处于一种巨大的'泡沫'中,那么伦勃里瑟教授继续说道,那里的物质密度大大低于整个宇宙的已知密度,这将对超新星的距离产生影响,并最终对确定H0产生影响。 。”
对于该“哈勃泡”来说,所需要做的就是足够大以包括用作测量距离参考的星系。通过确定该气泡的直径为2.5亿光年,物理学家计算出,如果内部物质的密度比宇宙其余部分低50%,那么将获得哈勃常数的新值,这将使一种是使用宇宙微波背景获得的。“这样规模的波动发生的概率是20比1比1等于5比1,这意味着它不是理论家的幻想。在广阔的宇宙中有很多像我们这样的区域。”