Wir könnten in einer Blase leben.
Zu diesem Schluss kommt ein neues Papier, das in der Zeitschrift Physics Letters B veröffentlicht wurde und am 10. April in gedruckter Form veröffentlicht werden soll. Das Papier ist ein Versuch, eines der tiefsten Rätsel der modernen Physik zu lösen: Warum messen wir nicht die Geschwindigkeit des Universums? Erweiterung sinnvoll? Wie Live Science bereits berichtet hat, gibt es mehrere Möglichkeiten, die Hubble-Konstante (H0) zu messen, eine Zahl, die bestimmt, wie schnell sich das Universum ausdehnt. In den letzten Jahren, als diese Methoden präziser wurden, haben sie begonnen, H0s zu produzieren, die dramatisch nicht miteinander übereinstimmen. Lucas Lombriser, Physiker an der Universität Genf in der Schweiz und Mitautor des neuen Papiers, glaubt, dass die einfachste Erklärung darin besteht, dass sich unsere Galaxie in einer Region mit geringer Dichte des Universums befindet - dem größten Teil des Raums, den wir durch unseren klar sehen Teleskope sind Teil einer riesigen Blase. Und diese Anomalie, schrieb er, beeinträchtigt wahrscheinlich unsere Messungen von H0.
Es ist schwer vorstellbar, wie eine Blase auf der Skala des Universums aussehen würde. Der größte Teil des Weltraums ist sowieso genau das: der Weltraum mit einer Handvoll Galaxien und ihren Sternen, die im Nichts verstreut sind. Aber genau wie unser lokales Universum Gebiete hat, in denen Materie eng zusammenpackt oder sich weit auseinander ausbreitet, sammeln sich Sterne und Galaxien in verschiedenen Teilen des Kosmos mit unterschiedlicher Dichte zusammen.
"Wenn wir den kosmischen Mikrowellenhintergrund betrachten, sehen wir eine nahezu perfekt homogene Temperatur von 2,7 K des Universums um uns herum. Bei näherer Betrachtung gibt es jedoch winzige Schwankungen dieser Temperatur", sagte Lombriser gegenüber Live Science.
Modelle, wie sich das Universum im Laufe der Zeit entwickelt hat, deuten darauf hin, dass diese winzigen Inkonsistenzen letztendlich Regionen des Raums erzeugt hätten, die immer weniger dicht sind, sagte er. Und die Art von Regionen mit niedriger Dichte, die diese Modelle vorhersagen, wäre mehr als ausreichend, um unsere H0-Messungen so zu verzerren, wie es gerade geschieht.
Hier ist das Problem: Wir haben zwei Hauptmethoden, um H0 zu messen. Eine basiert auf äußerst präzisen Messungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB), der in unserem Universum größtenteils einheitlich erscheint, da er während eines Ereignisses gebildet wurde, das sich über das gesamte Universum erstreckte. Die andere basiert auf Supernovas und blinkenden Sternen in nahe gelegenen Galaxien, die als Cepheiden bekannt sind.
Cepheiden und Supernovas haben Eigenschaften, die es einfach machen, genau zu bestimmen, wie weit sie von der Erde entfernt sind und wie schnell sie sich von uns entfernen. Astronomen haben sie verwendet, um eine "Distanzleiter" zu verschiedenen Orientierungspunkten in unserem beobachtbaren Universum zu erstellen, und sie haben diese Leiter verwendet, um H0 abzuleiten.
Da jedoch sowohl Cepheid- als auch CMB-Messungen im letzten Jahrzehnt präziser geworden sind, ist klar geworden, dass sie nicht übereinstimmen.
"Wenn wir unterschiedliche Antworten erhalten, bedeutet dies, dass wir etwas nicht wissen", sagte Katie Mack, Astrophysikerin an der North Carolina State University, zuvor gegenüber Live Science. "Es geht also wirklich nicht nur darum, die aktuelle Expansionsrate des Universums zu verstehen - woran wir interessiert sind -, sondern auch darum zu verstehen, wie sich das Universum entwickelt hat, wie sich die Expansion entwickelt hat und welche Raumzeit dies alles getan hat Zeit."
Einige Physiker glauben, dass es eine "neue Physik" geben muss, die die Disparität antreibt - etwas, das wir über das Universum nicht verstehen und das unerwartete Verhaltensweisen verursacht.
"Neue Physik wäre natürlich eine sehr aufregende Lösung für die Hubble-Spannung. Neue Physik impliziert jedoch normalerweise ein komplexeres Modell, das eindeutige Beweise erfordert und durch unabhängige Messungen gestützt werden sollte", sagte Lombriser.
Andere denken, dass es ein Problem mit unseren Berechnungen der Cepheid-Leiter oder unseren Beobachtungen des CMB gibt. Lombriser sagte, dass seine Erklärung, die andere zuvor vorgeschlagen haben, aber sein Papier detailliert ausgearbeitet wurde, eher in diese Kategorie fällt.
"Wenn die weniger komplexe Standardphysik die Spannung erklären kann, bietet dies sowohl eine einfachere Erklärung als auch einen Erfolg für die bekannte Physik, ist aber leider auch langweiliger", fügte er hinzu.
