Otáča sa vesmír? | priestor



Ak sa pozriete okolo seba, všimnete si veľa vecí – planéty, hviezdy, mesiace, dokonca aj samotná galaxia – majú jednu vec spoločnú: točia sa. Tak sa točí aj vesmír?

Toto tajomstvo je také, že kozmológovia sa intenzívne učia, pretože je to ten, ktorý nám môže povedať o základnej podstate vesmíru.

"Je to veľmi abstraktná otázka, rovnako ako väčšina kozmológie, ale tí z nás, ktorí študujú kozmológiu, si myslia, že je to spôsob, ako študovať základnú fyziku," povedala Tess Jaffe, astrofyzikka na University of Maryland a asistentka výskumného pracovníka na Goddard Space v NASA. Letové stredisko. "Existujú určité veci, ktoré nemôžeme otestovať v laboratóriu na Zemi, takže používame vesmír a geometriu vesmíru, ktorá by nám mohla povedať niečo o základnej fyzike." [If There Were a Time Warp, How Would Physicists Find It?]

Vedci pri premýšľaní o základnej povahe vesmíru začali tým, že predpokladali, že vesmír sa neotáča a je izotropný, čo znamená, že vyzerá rovnako vo všetkých smeroch. Tento predpoklad je v súlade s Einsteinovými rovnicami, ale nevyžadujú si ich. Z tohto myslenia vedci vytvorili štandard kozmologického modelu, ktorý opisuje vesmír.

"Toto [assumption] je skutočne zakódovaná v spôsobe, akým vykonávame naše výpočty, spôsobom, akým analyzujeme naše údaje, spôsobom, akým robíme veľa vecí, “Daniela Saadeh, výskumníčka na Fakulte fyziky a astronómie na University of Nottingham v USA. Spojené kráľovstvo, povedal Live Science. "Ale musíte to vyskúšať." Nemôžeš len dúfať v to najlepšie.

Ak chcete zistiť, či tieto predpoklady o vesmíre a jeho základnej fyzike boli správne, vedci zhromaždili pozorovania na testovanie svojich modelov. Najmä použili svetlo z kozmického mikrovlnného pozadia alebo krátko CMB. Toto svetlo je najstaršie, čo môžeme pozorovať – ​​emitované len 380 000 rokov po Veľkom tresku – a je pokladnicou informácií pre kozmológov študujúcich vesmír.

CMB vyzerá takmer identicky v každom smere, ale sú tu nepatrné zmeny v jeho teplote, len tisícina stupňa, ktoré boli ovplyvnené históriou, obsahom a geometrií vesmíru. Štúdiom týchto rozdielov vedci zistia, či vesmír bol akýmkoľvek spôsobom pokrivený, čo by naznačovalo rotáciu alebo expanziu, ktorá sa zvyšuje jedným smerom viac ako iným. Meranie polarizácie svetla – v podstate jeho orientácia – môže podobne poskytovať informácie o geometrii vesmíru.

Vedci zistili, že CMB svetlo nevykazuje žiadny dôkaz, že vesmír sa otáča. Okrem toho pravdepodobnosť, že vesmír je izotropný, je 120 000 až 1, čo znamená, že to vyzerá rovnako bez ohľadu na to, ktorým smerom sa pozeráte, podľa štúdie z roku 2016 v časopise Physical Review Letters pod vedením Saadeha a Stephena Feeneyho, astrofyzika na Imperial College. London. Ďalšia štúdia zistila 95% šancu, že vesmír je homogénny – to znamená, že je rovnaký všade na veľkých mierkach.

Všetky tieto štúdie naznačujú, že vesmír je do značnej miery jednotný a netáča. Tento záver je ten, ktorý sa pravdepodobne nezmení. Budúce merania polarizácie CMB sa môžu v najbližších desaťročiach zlepšiť, ale je nepravdepodobné, že by nové údaje spochybnili predchádzajúce zistenia.

"Charakterizovali sme to [temperature] signál, ktorý je tam, v podstate tam, kde pre nás nemá žiadne ďalšie informácie, “povedal Jaffe pre Live Science. [new polarization data] by mal veľký vplyv na otázku rotácie, práve preto, že rotácia je signál, ktorý by sme očakávali, že uvidíme vo veľmi veľkých mierkach a ktorý bol viac či menej vylúčený údajmi, ktoré už máme.

Hoci výsledok, že vesmír sa neotáča, je určite úľavou pre kozmológov, ktorí založili svoje modely na tomto predpoklade, dáva nám tiež zaujímavý pohľad na naše miesto vo vesmíre.

"Naozaj sme začali ako ľudia z tejto myšlienky, že sme boli centrom vesmíru," povedal Saadeh. "Myslím, že je to naozaj fascinujúce, ako sme nepatrní a bezvýznamní."

Pôvodne uverejnené dňa Živá veda,