Kapaszkodjunk: lehet, hogy „foltokban” tágul az univerzum
A modern kozmológia az úgynevezett Lambda-CDM modellre épül, amely szerint a világegyetem homogén, vagyis átlagosan mindenütt ugyanolyan. Ebben a képben az univerzum tágulását kezdetben az anyag fékezte, ám 5-6 milliárd éve egy titokzatos összetevő, a „sötét energia” fokozatosan átvette az irányítást. Azóta pedig a tágulás gyorsul. A modell sok kozmikus megfigyelést ír le jól a háttérsugárzástól a galaxisok eloszlásáig. A sötét energia titkát azonban mindmáig nem sikerült megfejteni. Nem tudjuk, miből áll, mi a természete és miért éppen most vált meghatározóvá.
A Lambda-CDM modell egy komoly belső feszültséggel is küzd.
Ez az úgynevezett Hubble-feszültség, amely abból fakad, hogy a világegyetem tágulási ütemét, az úgynevezett Hubble-állandót a különböző megfigyelések eltérő értékre becsülik. A korai univerzum lenyomatából, például a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásból számolt érték szisztematikusan kisebb, mint amit a közeli világegyetemben, szupernóvák segítségével mérnek. A különbség nem magyarázható egyszerű mérési hibával, és mára a kozmológia egyik legégetőbb problémájává vált. Mindez arra utalhat, hogy a világegyetemről alkotott képünkből még hiányzik egy fontos elem.
Az ELTE asztrofizikusa, Raffai Péter által vezetett nemzetközi kutatócsoport új tanulmánya megoldást kínálhat ezekre a problémákra. Elméletük szerint a „sötét anyag” nem egy konkrét fizikai létező, hanem csak egy matematikai tag az univerzum tágulását leíró egyenletekben. Ha úgy gondoljuk el az univerzum tágulását, mint kisebb, homogén régiók tágulásának összjátékát, és ezt egyenlettel akarjuk leírni, akkor a képletben megjelenik ez a bizonyos plusz tag.
Negatív és pozitív térgörbület
„A homogén régiók sajátossága, hogy bennük az anyag és a térgörbület egymástól szétválva fejlődhet” – mondta Raffai Péter, hozzáfűzve: a kettő közötti kapcsolatot a régiók önálló tágulása teremti meg. A sűrűbb, pozitív görbületű régiók tágulása lassabb, míg a ritkább, negatív görbületű régiók térfogata gyorsabban nő. A globális tágulás szempontjából egyre inkább a ritka régiók válnak meghatározóvá, a folyamat eredményeként pedig a globális térgörbület egyre negatívabbá válik. Ez újszerű eredmény a teljesen homogén univerzum megszokott dinamikájához képest, ahol a globális térgörbület állandó, és nem alakulhat át pozitív vagy nulla értékből negatívvá”.
Mi az a térgörbület?
Albert Einstein általános relativitáselmélete szerint a tömegvonzás nem egy erő. Hanem azt kell elképzelnünk, hogy egy test a tömegétől függő mértékben elgörbíti maga körül a téridőt. A tér eme torzulása rajzon, maketten két dimenzióban úgy ábrázolható, hogy egy feszes gumilepedőre vagy gumihálóra rátesznek egy súlyos golyót. A golyó felé haladva az egyre meredekebbé váló felület érzékelteti a tér görbületének, és az ezzel ábrázolt gravitációnak az erősödését. Ha erre a felületre egy másik, kisebb golyót helyezünk, az a lejtős felület miatt a nagy golyó felé indul el, mintha az vonzaná magához. Két dimenzióban a pozitív görbület a gömbfelszín, a negatív pedig a nyeregfelszín. De mindezt képzeljük el 3D-ben. (Ezért is nehéz tudomány a csillagászat.) A pozitív görbület „vonzó” „gravitációs” hatással jár, mint például a Föld vagy a Nap körüli téridő. A negatív taszító hatással. Például ha két párhuzamos fénysugarat küldünk bele, ezek távolodni fognak.
A „foltokban” tágulásnak egy másik hatása is van.
Egy állandó negatív térgörbületű univerzum egyenletesen tágul, amikor az anyag a hígulása miatt már elveszítette meghatározó szerepét. Ha azonban az anyag dominanciavesztése közben a térgörbület egyre negatívabbá válik, akkor a tágulás „sötét energia” nélkül gyorsul. Ez azonban átmeneti jelenség: a foltokban táguló univerzum végül szintén egy egyenletes ütemű tágulás felé tart. „Egy ilyen világegyetemnek külön érdekessége, hogy nincs végleg áthatolhatatlan horizontja. Vagyis az emberiség számára az egész világegyetem belátható, és akár be is utazható” – mondta Raffai Péter.
A standard modellben a sötét energia gyorsuló tágulást okoz. A gyorsulás miatt bizonyos régiók egyre gyorsabban távolodnak, míg végül gyorsabban távolodnak mint ahogy a fény utolérhetné őket, ez hozza létre az áthatolhatatlan horizontot. Ha viszont a tágulás egyenletes ütemű (nem gyorsuló), ez a helyzet nem áll elő.
A modell emellett olyan további, az univerzum szerkezetével és tágulásával összefüggő jelenségeket is képes megmagyarázni, mint a kozmikus háttérsugárzás, az úgynevezett barionakusztikus oszcillációk és az Ia típusú szupernóvák megfigyelései, miközben feloldja a Hubble-feszültséget. Az új, iEdS névre keresztelt modell további erőssége, hogy benne az univerzum kora mintegy 1 százalékkal – körülbelül 130 millió évvel – kisebb a standard modellben számolt értéknél. Ez a kor 13,67 milliárd év, ami összhangban van a tágulástörténettől független becslésekkel.
Raffai Péter szerint a foltokban homogén univerzum modellje kedvező szakmai fogadtatásban részesült, a Physical Review D folyóirat megjelenésre elfogadta az erről szóló cikket, ami azt jelenti, hogy az elmélet további alapos vizsgálatok elé néz a jövőben.
Köszönjük, ha megosztod ezt a cikket! Hozzászólásokhoz gördülj a kapcsolódók alá! | ITT KÉRJ INGYENES HÍRLEVELET ✉️ | Forrás: MTI | Borítókép: Unsplash
Kedves olvasó,
lépj be a Klubba ITT, hogy elérhess minden támogatói tartalmat! Alkalmi támogatásra Paypalon keresztül van lehetőség (kattints a kis gombra!).
Ha másként szeretnéd támogatni a Cenwebet és a rezervátumot, akkor keress minket mailben a centauri16@gmail.com címen. Segítségedet előre is köszönjük!
még több univerzum
Azt hiszem, ennek neki kell futni újra . 🙂
Épp most megy a BBC -n egy film a Hubble távcsőről és arról is, hogy mit látott, mit mért, na és hogy javították meg kint az űrben.
Én ilyenkor mindig azon gondolkodom, hogy emberek hogyan érthetik az ilyesmit. Annyira nincsenek fogódzók..
Amikor a tudat tágul egy meditációban azt úgy lehet elképzelni mint amikor egy lufit fúj lassan az ember az ég felé. Az univerzum meg a foltos tágulásával nekem olyan mint a kelt tészta, ami hólyagosan puffog- vannak benne sűrűbb részek, a felszín meg vékony hártyásan felhólyagosodik. Szóval érdekes megközelítés ez is. én az ősrobbanást nem bírom felfogni- annak az energiája honnan van?
Érdekes megközelítés. 🙂 Volt egy fizikus ismerősöm, aki szerint a világot úgy kell elképzelnünk, mint a kelttésztát. 🙂 Na és az ősrobbanással kapcsolatban…HOL történt mindez, amikor még nem volt tér?
És még idő sem volt, mert az is akkor kezdődött. 🙂
Nem könnyű ezt egy egyszerű földi halandónak elképzelni és megérteni.
Ráadásul még idő sem volt. 🙂
Nahát- nem is gondoltam, hogy egy szakértő fizikusnak is lehet a kelttészta szimbóluma az univerzumnak:-))))
🙂 🙂