V současnosti je jedna z největších záhad v kosmologii spojená s rychlostí rozpínání vesmíru. Při tomto rozpínání se od sebe vzdalují galaxie, což můžeme měřit. Vztah mezi rychlostí pohybu určité galaxie a její vzdáleností vyjadřuje Hubbleova konstanta. Její hodnota se podle různých odhadů pohybuje kolem 70 kilometrů za sekundu na megaparsek.
Zní to nevinně, ale Hubbleova konstanta, respektive její přesná hodnota, je nesmírně důležitá, doslova pro osud vesmíru. V posledních letech se kolem ní točí vášnivé dohady. Je podstatou problému, známého jako Hubble tension, který zpochybňuje její velikost. Pokud totiž měříme rychlost rozpínání vesmíru pomocí blízkých galaxií a supernov, vychází nám Hubbleova konstanta asi o 10 procent vyšší, než by měla být podle predikce standardního kosmologického modelu Lambda-CDM.
Jak uvádí astrofyzik Indranil Banik z University of St Andrews na portálu Conversation, s kolegy nabízejí možné vysvětlení, které má vzrušující vesmírné souvislosti. Podle nich by šlamastyku s Hubbleovou konstantou mohlo vysvětlit, pokud bychom přiznali, že žijeme ve voidu, tedy v gigantické kosmické prázdnotě. Taková prázdnota by pochopitelně nebyla úplně prázdná, když jsme v ní my, ale byla by mnohem prázdnější než okolní vesmír.
Banik a spol. spočítali, že by takový scénář s kosmickou prázdnotou mohl „nafouknout“ naše měření, která se týkají blízkého vesmíru. Pokud bychom totiž opravdu žili v kosmické prázdnotě, hustší oblasti vesmíru kolem prázdnoty by gravitačně „nasávaly“ hmotu z prázdnoty ven.
Aby tenhle scénář fungoval, museli bychom se nacházet zhruba uprostřed prázdnoty, jejíž poloměr by byl asi 1 miliardu světelných let. Hustota takové prázdnoty by přitom měla být asi 20 procent pod průměrnou hustotou celého vesmíru. Potíž je, že existence prázdnoty takových vlastností je poměrně kontroverzní. Standardní kosmologický model s nimi moc nepočítá.
Pozorování reliktního mikrovlnného záření CMB naznačují, že by vesmír dnes měl být spíše dost uniformní, co se hustoty týče. Na druhou stranu, přímé sčítání galaxií v různých oblastech vesmíru naznačuje, že bychom opravdu mohli být uvnitř nějaké takové „soft“ vesmírné prázdnoty.
Řešení s prázdnotou Banikova týmu je spíš slovo do pranice, než definitivní odpověď. Jak ale Banik skromně naznačuje, jiná řešení jsou v dnešní době ve vážných potížích. Astrofyzici v podstatě jsou ve slepé uličce. Pokud by Banik a spol. měli pravdu, znamenalo by to, že struktury ve vesmíru na škále desítek až stovek milionů let rostou rychleji, než předpovídá model Lambda-CDM. Otázkou je, co s tím. Znamená to, že obecná relativita na této škále nefunguje? Těžko říct, je velmi obtížné v tomto měřítku zjišťovat chování gravitace. Časem se snad dozvíme víc.
Video: Expansion Rate: The Hubble Tension
Video: JWST Just Made the Hubble Tension WORSE
Literatura
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 527: 4388–4396.
Astronomové tvrdí, že žijeme v obrovské vesmírné prázdnotě
Autor: Stanislav Mihulka (18.06.2017)
Nová měření Hubbleova teleskopu potvrzují rychlejší rozpínání vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (27.04.2019)
Do neznáma: Astronomové zmapovali vesmírnou prázdnotu v sousedství
Autor: Stanislav Mihulka (23.07.2019)
Nové měření osudové Hubbleovy konstanty gravitačními čočkami
Autor: Stanislav Mihulka (25.10.2019)
Diskuze:
Vesmir kedysi a dnes
Michal Varga,2023-12-06 00:00:47
Ja som nad niečím podobným rozmýšlal už dlhšie, samozrejme viac laickejšie a vyšlo mi toto:
Kedysi bol vesmír hustejší, to znamená, že galaxie boli bližšie k sebe a intezita gravitačných polí bola medzi nimi silnejšia ako dnes. Úplným extrémom je, keď bol vesmír veľký ako fotbalová lopta, ak v tom čase existovala gravitácia, tak to bola v podstate singularita.
Je všeobecne známe, že čím vzdialenejšie objekty pozorujeme, tým viac sa pozeráme do minulosti. To znamená, že vesmír je hustejší, čím viac do diaľky sa pozeráme. A úplne najhustejší je na samotnej hranici, kam až dovidíme. Táto predstava nemá ďaleko od toho, o čom sa píše v článku. Sme uprostred bubliny. Rozdiel je v tom, že kým v článku sa spomína, že vesmír nie je homogénny, v mojom myšlienkovom modely je to spôsobené tým, že vesmír nepozorujeme v reálnom čase.
Keďže svetlo a gravitačná vlna sa šíri rovnako rýchlo, to znamená, že ak nejakú hmotu dokážeme vidieť, tak táto hmota na nás aj gravitačne pôsobí (aj keď je takáto sila za samotnou citlivosťou akýchkoľvek prístrojov). Takže ak pozorujeme samotný okraj viditeľného vesmíru, nenachádza sa tam nič iné, ako superhustá hmota, ktorou vesmír kedysi bol a tá na nás pôsobí. Keďže na nás pôsobí z každej strany cca rovnako, neevidujeme ju. Ale keď pozorujeme vzdialenú galaxiu, tam takáto rovnováha síl vzhľadom na náš pozrovací bod neplatí a preto vidíme, že galaxia je priťahovaná najbližším okrajom našeho vesmíru, ku ktorému smeruje zrýchluje. Deje s každou pozorovanou galaxiou a že čím je galaxia od nás vzdialenejšia, tým je tento efekt zreteľnejší.
Martin Zeithaml,2023-12-04 11:06:53
Mě pořád nejde na rozum jak? Když používají různě staré data, vypočítají tu rychlost rozpínání. Vždyť přece nikdo neví jakou rychlostí se ty galaxie vzdalují v současnosti? Čím vzdálenější galaxie jsou, tím starší informace máme a připadá mi to jako sčítat hrušky s jablky.
Pro odlehčení bych chtěl uvést, že nejčerstvější informace máme o galaxii v Andromedě a podle toho už se vesmír začal smršťovat:) :) :)
A ještě bych se chtěl zeptat, jestli se ve výpočtech počítá s tím že s rozpínáním vesmíru se zrychluje čas?
Re:
Jirka Naxera,2023-12-04 11:35:41
Tak samozrejme, ze to ze ty galaxie vidite ve vzdalene minulosti, tak to musite dost slozite prepocitat. Kouknete treba sem https://lweb.cfa.harvard.edu/~dfabricant/huchra/ay145/distanceMeasuresInCosmology.pdf
Tak ta Andromeda je v gravitacne vazane mistni skupine galaxii. ;-)
ad zrychlovani casu - jak tohle presne myslite? Jediny invariantni cas v relativite (nezavisly na pozorovateli/souradne soustave) je vlastni cas
(v dany okamzik (napriklad kdyz raketa proleta vedle konkretniho asteroidu) vsichni pozorovatele uvidi na hodinach povesenych na zdi rakety stejny cas - coz je naprosto samozrejmy predpoklad.)
Jednoduchý důvod
Tomáš Lexq,2023-12-04 08:56:50
Zdravím. Já už tohle tvrzení (z hlavního nadpisu) vím dávno. Aspoň jsem k němu dospěl. Dá se to vysvětlit i jednoduše. Takovým způsobem, aby to pochopilo i malé dítě i s logickým odůvodněním (že mu to bude dávat smysl) Souvisí to s tím, že sama vlastní hmota zrychluje návazně na sebe a o sebe díky jejím zářícím vlnám (paprskům) do chvíle, než zrychlí až na rychlost světla. Paxe začne smršťovat.. Což je někde v nekonečnu. Třeba se pletu.. Ale všechno tomu nasvědčuje.
On je jeste jeden duvod
Jirka Naxera,2023-12-02 20:49:12
Tak on je tady jeste jeden duvod, proc by spousta vedcu byla rada, kdyby se zrychlena expanze nekonala a kosmologicka konstanta mela opacne znamenko ;-).
Existuje asi tak dekadu neskonale hypovana vec jmenem Maldacenova nebo AdS/CFT korespondence. Coz je skupina konjektur (podle ruznych autoru se lisi, v jakych prostorech to je, ale to je detail), ktere zjednodusene rikaji, ze v anti de-Sitterovskem prostoru je teorie, co se deje v bulku (ctete: kvantova teorie v celem prostoru s gravitaci) je ekvivalentni (nebo lepe receno, je dualni) ke konformni teorii pole na jeji hranici (boundary).
Proste kvantovka v n-rozmernem prostoru s gravitaci odpovida jine kvantovce v n-1 rozmerech bez gravitace.
Je to docela mocna vec, s presahem i na kvantove pocitace, kde je mozne takhle cely prostor simulovat na hypotetickem kv. pocitaci, existuje tam jednoznacny slovnik kvantovy stav na boundary <-> bulk *) a tak.
No a Vesmir nam do teto idilky hazi vidle tim, ze kosmologicka konstanta ma opacne znamenko, neboli Vesmir je de-Sitterovsky.
Coz je maler, AdS/CFT funguje prave proto, ze prostor ma hranici, u dS si ji sice muzeme predstavit, ale "ten kvantovy stav se na ni nezastavi, ale mizi az do nekonecna". (tohle je asi nejpochopitelnejsi argument, proc AdS a dS s zanedbatelne malou cc jsou fundamentalne rozdilne).
*) do chvile, dokud v tom bulku nevznikne cerna dira. Pak samozrejme korespondence funguje dal, az na to, ze vypoctu slovniku mezi vnitrkem te CD a okrajem naroste vypocetni slozitost.
Tfe oto Ivanovský,2023-12-02 19:13:44
TFE
Myslím že rychlost přenosu je miracledeicky neholoscapradomálně kvategrická proto nevyzpytatelná, objem přenosu je drtivý , structurat systemů lex harmonia mundi vic iratia hix pictophateorkochania freetrolex. Space too creating poteczizedamrautogial handrtracke pointenzoomathemystixed oidelaorbivalence progathegramodevial optimagathetrizephyfermerter hmhm hmotové koanastrimetrithé Dream ia authemetodia sciagraphanna, excsapx
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
