Zëri i dëmtuar i universit të hershëm sugjeron që jetojmë në një boshësi të madhe

Duke shikuar në qiellin e natës, mund të duket se lagjja jonë kozmike është plot me planete, yje dhe galaksi. Por shkencëtarët prej kohësh kanë sugjeruar se mund të ketë galaksi shumë më pak në mjedisin tonë kozmik sesa pritej.

Në fakt, duket se jetojmë në një bosvë kozmik me rreth 20% më pak densitet mesatar të materies.

Jo çdo fizikan është i bindur se kjo është e vërtetë. Por letra jonë e fundit që analizon zëra të deformuar nga universi i hershëm, e botuar në Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mbështet fuqimisht këtë ide.

Kozmologjia aktualisht ndodhet në një krizë të njohur si tensioni i Hubble-it: universi lokal duket se po zgjerrohet rreth 10% më shpejt sesa pritej. Shpejtësia e parashikuar vjen nga ekstrapolimi i vëzhgimeve të universit të foshnjës përpara deri në ditën e sotme duke përdorur modelin standard të kozmologjisë, të njohur si Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM).

Ne mund ta shohim universin e hershëm në detaje të mëdha përmes sfondit kozmik të mikrovalës (CMB), rrezatimit të trashëguar nga universi i hershëm, kur ishte 1,100 herë më i vogël se sa është sot. Valët e zërit në universin e hershëm krijuan në fund zona me dendësi të ulët dhe të lartë, ose temperatura.

Duke studiuar ndryshimet e temperaturës së CMB-së në shkallë të ndryshme, ne mund të “dëgjojmë” në mënyrë thelbësore zërin e universit të hershëm, i cili është veçanërisht “zhurmues” në shkallë të caktuara.

Këto ndryshime tani janë shënuar në CMB, dhe quhen “oscillacionet akustike baryonike” (BAOs). Që nga këto u bënë farat për galaktikat dhe strukturat e tjera, modelet janë gjithashtu të dukshme në shpërndarjen e galaktikave.

Duke maturuar këto modele, ne mund të mësojmë se si galaktikat janë grumbulluar në distanca të ndryshme (redshifte). Një model veçanërisht tërheqës, me shumë grumbullime, ndodh në një kënd të quajtur “skalë e BAO”.

Kjo matje në fund ndihmon astronomët dhe kozmologët të mësojnë për historinë e zgjerimit të universit duke ofruar diçka që fizikantët e quajnë “rregull standard”. Kjo është në thelb një objekt astronomik ose një tipar në qiell me një madhësi të njohur mirë.

Duke matur madhësinë e saj këndore në qiell, kozmologët mund të llogarisin gjithashtu distancën e saj nga Toka duke përdorur trigonometrinë. Gjithashtu mund të përdoret redshifti për të përcaktuar sa shpejt po zgjeron kozmosi. Sa më i madh të duket në qiell në një redshift të caktuar, aq më shpejt po zgjeron universi.

Koleget e mi dhe unë kemi argumentuar më parë se tensioni i Hubble mund të jetë për shkak të vendndodhjes sonë brenda një boshllëku të madh. Kjo sepse sasia e rrallë e materies në boshllëk do të tërhiqej gravitacionalisht drejt materies më të dendur jashtë tij, duke rrjedhur vazhdimisht jashtë boshllëkut.

Në hulumtimet e mëparshme, ne treguam se ky rrjedhje do ta bënte të dukej sikur universi lokal po zgjerohej rreth 10% më shpejt se sa pritej. Kjo do të zgjidhte tensionin e Hubble-it.

Por ne donim më shumë prova. Dhe e dimë që një boshllëk lokal do të deformonte pak marrëdhënien midis shkallës së këndit BAO dhe redshift-it për shkak të lëvizjes më të shpejtë të materies në boshllëk dhe efektit të tij gravitacional mbi dritën nga jashtë.

Lexo më shumë: A jetojmë në një boshllëk gjigant? Mund të zgjidhë enigmën e zgjerimit të universit

Pra në artikullin tonë të ri, Vasileios Kalaitzidis dhe unë vendosëm të testojmë parashikimet e modelit të boshllëkut duke përdorur matjet BAO të mbledhura gjatë 20 viteve të fundit. Krahasuam rezultatet tona me modelet pa një boshllëk nën të njëjtën histori të zgjerimit të sfondit.

Në modelin e boshllëkut, matësi BAO duhet të duket më i madh në qiell në çdo redshift të dhënë. Dhe ky tejkalim duhet të bëhet edhe më i madh në redshift të ulët (afër distancës), në përputhje me tensionin e Hubble-it.

Vëzhgimet konfirmojnë këtë parashikim. Rezultatet tona sugjerojnë që një univers me një boshllëk lokal është rreth njëqind milion herë më i mundshëm se një kozmos pa të, kur përdorim matjet BAO dhe supozojmë që universi është zgjeruar sipas modelit standard të kozmologjisë të informuar nga CMB.

Hulumtimi ynë tregon se modeli ΛCDM pa ndonjë boshllëk lokal është në “tension prej 3.8 sigma” me vëzhgimet BAO. Kjo do të thotë se mundësia që një univers pa një boshllëk të përshtatet me këto të dhëna është e barabartë me një monedhë të drejtë që bie kokë 13 herë rradhazi. Përkundrazi, shansi që të dhënat BAO të duken ashtu si në modelet e boshllëkut është i barabartë me një monedhë të drejtë që bie kokë vetëm dy herë rradhazi. Në shkurt, këto modele përshtaten shumë mirë me të dhënat.

Në të ardhmen, do të jetë thelbësore të merremi me matje më të sakta të BAO në redshift të ulët, ku matësi standard BAO duket më i madh në qiell – edhe më shumë nëse jemi në një boshllëk.

Rritja mesatare deri tani ndjek direkt nga mosha e universit. Ne mund ta vlerësojmë atë nga moshat e yjeve të vjetër në Rrëshqitjen e Madh. Një boshllëk lokal nuk do të ndikonte në moshën e universit, por disa propozime po ndikojnë. Këto dhe të tjera mjete do të ndriçojnë më shumë krizën e Hubble në kozmoloni.

Merr lajmet e tua nga ekspertët e vërtetë, drejtpërdrejt në kutinë tënde postare. Regjistrohu në buletinin tonë të përditshëm për të marrë të gjitha mbulimet më të fundit të The Conversation UK për lajmet dhe kërkimet, nga politika dhe biznesi deri te artet dhe shkenca.