Από τότε που ο Γαλιλαίος έστρεψε το τηλεσκόπιό του προς τον Δία και είδε φεγγάρια σε τροχιά γύρω από αυτόν τον πλανήτη, αρχίσαμε να συνειδητοποιούμε ότι δεν καταλαμβάνουμε μια κεντρική, σημαντική θέση στο Σύμπαν. Το 2013, μια μελέτη έδειξε ότι μπορεί να βρισκόμαστε πιο μακριά από ό,τι φανταζόμασταν. Τώρα, μια νέα μελέτη το επιβεβαιώνει: ζούμε σε ένα κενό στη νηματοειδή δομή του Σύμπαντος, ένα κενό που είναι μεγαλύτερο από όσο πιστεύαμε.
Το 2013, α μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin–Madison η αστρονόμος Amy Barger και ο μαθητής της Ryan Keenan έδειξαν ότι ο γαλαξίας μας Milky Way βρίσκεται σε ένα μεγάλο κενό στην κοσμική δομή. Το κενό περιέχει πολύ λιγότερους γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες από ό,τι πιστεύαμε. Τώρα, μια νέα μελέτη από τον φοιτητή Ben Hoscheit του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν το επιβεβαιώνει και ταυτόχρονα μειώνει κάποια από την ένταση μεταξύ των διαφορετικών μετρήσεων του Hubble Constant .
Το κενό έχει όνομα. ονομάζεται το κενό KBC για τον Keenan, τον Barger και τον Lennox Cowie του Πανεπιστημίου της Χαβάης. Με ακτίνα περίπου 1 δισεκατομμύριο έτη φωτός, το κενό KBC είναι επτά φορές μεγαλύτερο από το μέσο κενό και είναι το μεγαλύτερο κενό που γνωρίζουμε.
Η μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος αποτελείται από νήματα και σμήνη κανονικής ύλης που χωρίζονται από κενά, όπου υπάρχει πολύ λίγη ύλη. Περιγράφεται ως «ελβετικό τυρί». Τα ίδια τα νημάτια αποτελούνται από σμήνη γαλαξιών και υπερ-σμήνη, τα οποία αποτελούνται από αστέρια, αέρια, σκόνη και πλανήτες. Το να ανακαλύψουμε ότι ζούμε σε ένα κενό είναι ενδιαφέρον από μόνο του, αλλά οι επιπτώσεις που έχει για τη Σταθερά του Hubble είναι ακόμη πιο ενδιαφέρουσες.
Η σταθερά του Hubble είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα αντικείμενα απομακρύνονται το ένα από το άλλο λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Ο Δρ. Brian Cox το εξηγεί σε αυτό το σύντομο βίντεο.
Το πρόβλημα με τη σταθερά του Hubble, είναι ότι παίρνετε διαφορετικό αποτέλεσμα ανάλογα με το πώς το μετράτε. Προφανώς, αυτό είναι ένα πρόβλημα. «Ανεξάρτητα από το ποια τεχνική χρησιμοποιείτε, θα πρέπει να έχετε την ίδια τιμή για τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος σήμερα», εξηγεί ο Ben Hoscheit, ο φοιτητής του Ουισκόνσιν που παρουσίασε την ανάλυσή του για το κενό KBC στις 6 Ιουνίου σε μια συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. . «Ευτυχώς, το να ζεις σε ένα κενό βοηθά στην επίλυση αυτής της έντασης».
Υπάρχουν δύο τρόποι μέτρησης του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος, γνωστοί ως Η σταθερά του Hubble . Ένας τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε αυτά που είναι γνωστά ως 'τυποποιημένα κεριά'. Οι σουπερνόβα χρησιμοποιούνται ως τυπικά κεριά επειδή η φωτεινότητά τους είναι τόσο καλά κατανοητή. Μετρώντας τη φωτεινότητά τους, μπορούμε να προσδιορίσουμε πόσο μακριά είναι ο γαλαξίας στον οποίο κατοικούν.
Ένας άλλος τρόπος είναι με τη μέτρηση του CMB, το Κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων . Το CMB είναι το εναπομείναν ενεργειακό αποτύπωμα από τη Μεγάλη Έκρηξη και η μελέτη του μας λέει την κατάσταση διαστολής στο Σύμπαν.
Αυτός είναι ένας χάρτης του παρατηρήσιμου Σύμπαντος από το Sloan Digital Sky Survey. Οι πορτοκαλί περιοχές εμφανίζουν μεγαλύτερη πυκνότητα σμήνων και νημάτων γαλαξιών. Εικόνα: Sloan Digital Sky Survey.
Οι δύο μέθοδοι μπορούν να συγκριθούν. Η τυπική προσέγγιση κεριού μετρά περισσότερες τοπικές αποστάσεις, ενώ η προσέγγιση CMB μετρά αποστάσεις μεγάλης κλίμακας. Πώς λοιπόν η ζωή σε ένα κενό βοηθά στην επίλυση των δύο;
Οι μετρήσεις από το εσωτερικό ενός κενού θα επηρεαστούν από την πολύ μεγαλύτερη ποσότητα ύλης έξω από το κενό. Η βαρυτική έλξη όλης αυτής της ύλης θα επηρεάσει τις μετρήσεις που λαμβάνονται με την τυπική μέθοδο κεριού. Αλλά το ίδιο θέμα, και η βαρυτική του έλξη, δεν θα έχουν καμία επίδραση στη μέθοδο μέτρησης CMB.
«Πάντα θέλει κανείς να βρει συνέπεια, διαφορετικά υπάρχει ένα πρόβλημα κάπου που πρέπει να επιλυθεί». – Amy Barger, Πανεπιστήμιο της Χαβάης, Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας
Η νέα ανάλυση του Hoscheit, σύμφωνα με τον Barger, τον συγγραφέα της μελέτης του 2013, δείχνει ότι οι πρώτες εκτιμήσεις του Keenan για το κενό KBC, το οποίο έχει σχήμα σφαίρας με ένα κέλυφος αυξανόμενου πάχους που αποτελείται από γαλαξίες, αστέρια και άλλη ύλη, δεν ισχύουν. από άλλους περιορισμούς παρατήρησης.
«Συχνά είναι πολύ δύσκολο να βρεθούν συνεπείς λύσεις μεταξύ πολλών διαφορετικών παρατηρήσεων», λέει ο Barger, ένας παρατηρητικός κοσμολόγος που έχει επίσης ένα ραντεβού για πτυχιούχο στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Χαβάης. «Αυτό που έδειξε ο Ben είναι ότι το προφίλ πυκνότητας που μέτρησε ο Keenan είναι σύμφωνο με τα κοσμολογικά παρατηρήσιμα. Κάποιος θέλει πάντα να βρει συνέπεια, διαφορετικά υπάρχει ένα πρόβλημα κάπου που πρέπει να επιλυθεί».