Galaksi kita berada di dalam gelembung besar di mana hanya ada sedikit materi

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Kita mungkin hidup dalam gelembung. Tapi ini bukan hal teraneh yang pernah Anda dengar tentang alam semesta kita. Sekarang, di antara segudang teori dan hipotesis, muncul satu lagi. Studi baru ini merupakan upaya untuk memecahkan salah satu misteri fisika modern yang paling sulit: mengapa pengukuran kita tentang laju ekspansi alam semesta tidak masuk akal?

Menurut penulis artikel tersebut, penjelasan paling sederhana adalah bahwa galaksi kita berada di wilayah berkepadatan rendah di Alam Semesta - yang berarti bahwa sebagian besar ruang yang dapat kita lihat dengan jelas melalui teleskop adalah bagian dari gelembung raksasa. Dan anomali ini, tulis para peneliti, kemungkinan akan mengganggu pengukuran konstanta Hubble - konstanta yang digunakan untuk menggambarkan perluasan alam semesta.

Bagaimana alam semesta berkembang?

Coba bayangkan seperti apa gelembung itu pada skala alam semesta. Ini cukup sulit, karena sebagian besar ruang adalah ruang angkasa, dengan segelintir galaksi dan bintang yang tersebar di kehampaan. Tapi seperti daerah di Alam Semesta yang dapat diamati, di mana materi berkerumun padat atau, sebaliknya, terletak berjauhan, bintang dan galaksi berkumpul bersama dengan kepadatan berbeda di berbagai bagian kosmos.

Radiasi latar belakang (atau radiasi latar gelombang mikro kosmik) - radiasi termal yang terbentuk di awal Semesta dan mengisinya secara merata - memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan dengan akurasi yang hampir sempurna suhu seragam Semesta di sekitar kita. Hari ini kita tahu bahwa suhu ini adalah 2,7K (Kelvin adalah skala suhu, di mana 0 derajat adalah nol mutlak). Namun, menurut Space.com, pada pemeriksaan lebih dekat, Anda dapat melihat fluktuasi kecil pada suhu ini. Model tentang bagaimana alam semesta berevolusi dari waktu ke waktu menunjukkan bahwa ketidakkonsistenan kecil ini pada akhirnya akan menelurkan wilayah ruang yang kurang lebih padat. Dan daerah dengan kepadatan rendah semacam ini akan lebih dari cukup untuk mendistorsi pengukuran konstanta Hubble seperti yang terjadi saat ini.

Nol mutlak adalah istilah yang berarti penghentian total pergerakan molekul. Suhu nol mutlak tidak dapat dicapai. Pada tahun 1995, Eric Cornell dan Carl Wiemann mencoba melakukan ini, tetapi ketika atom rubidium didinginkan, mereka tidak berhasil. Itu sebabnya satuan perubahan suhu dalam Kelvin tidak memiliki nilai negatif.

Bagaimana konstanta Hubble diukur?

Saat ini ada dua cara utama untuk mengukur konstanta Hubble. Salah satunya didasarkan pada pengukuran CMB yang sangat akurat, yang tampaknya seragam di seluruh alam semesta kita sejak terbentuk tak lama setelah Big Bang. Cara lain didasarkan pada supernova dan bintang variabel yang berdenyut di galaksi terdekat yang dikenal sebagai Cepheid. Ingatlah bahwa Cepheid dan supernova memiliki sifat yang memungkinkan untuk secara akurat menentukan seberapa jauh mereka dari Bumi dan pada kecepatan berapa mereka bergerak menjauh dari kita. Para astronom telah menggunakannya untuk membangun "tangga jarak" ke berbagai landmark di alam semesta yang dapat diamati. "Tangga" yang sama digunakan oleh para ilmuwan untuk menurunkan konstanta Hubble. Tetapi karena pengukuran Cepheids dan CMB menjadi lebih akurat selama dekade terakhir, menjadi jelas bahwa data tidak konvergen. Dan adanya jawaban yang berbeda biasanya berarti ada sesuatu yang tidak kita ketahui.

Jadi, sebenarnya, ini bukan hanya tentang memahami laju ekspansi Semesta saat ini, tetapi juga tentang memahami bagaimana Semesta berkembang dan berkembang dan apa yang terjadi dengan ruang-waktu selama ini.

Galaksi dalam gelembung

Beberapa fisikawan percaya bahwa ada semacam "fisika baru" yang menentukan ketidakseimbangan - sesuatu di alam semesta yang tidak kita pahami dan itulah alasan perilaku tak terduga dari objek luar angkasa. Menurut penulis studi Lucas Lombrizer, fisika baru akan menjadi solusi yang sangat menarik untuk konstanta Hubble, tetapi biasanya menyiratkan model yang lebih kompleks yang memerlukan bukti yang jelas dan harus didukung oleh pengukuran independen. Ilmuwan lain percaya masalahnya terletak pada perhitungan kami.

Solusinya, diusulkan dalam artikel baru yang akan diterbitkan dalam Physics Letters B pada April 2020, adalah dengan mengasumsikan bahwa seluruh galaksi kita, serta beberapa ribu galaksi terdekat, berada dalam gelembung di mana hanya ada sedikit materi - bintang, gas, dan debu. awan. Menurut penulis penelitian tersebut, sebuah gelembung dengan diameter 250 juta tahun cahaya, yang mengandung sekitar setengah kepadatan alam semesta lainnya, dapat menyatukan angka-angka yang berbeda untuk tingkat ekspansi alam semesta.