قد نعيش في فقاعة.
هذا هو استنتاج ورقة جديدة نُشرت في مجلة Physics Letters B ، المقرر نشرها في 10 أبريل. الورقة محاولة لحل أحد أعمق الألغاز في الفيزياء الحديثة: لماذا لا تقوم قياساتنا لسرعة الكون التوسع معنى؟ كما أفاد Live Science سابقًا ، لدينا طرق متعددة لقياس ثابت هابل ، أو H0 ، وهو رقم يتحكم في مدى سرعة الكون في التمدد. في السنوات الأخيرة ، عندما أصبحت هذه الأساليب أكثر دقة ، بدأوا في إنتاج H0s يختلفون بشكل كبير مع بعضهم البعض. يعتقد لوكاس لومبريسير ، فيزيائي في جامعة جنيف في سويسرا ومؤلف مشارك في البحث الجديد ، أن أبسط تفسير هو أن مجرتنا تقع في منطقة منخفضة الكثافة من الكون - والتي نرى معظم المساحة بوضوح من خلال التلسكوبات جزء من فقاعة عملاقة. وكتب أن هذا الشذوذ يعبث على الأرجح بقياساتنا لـ H0.
من الصعب تخيل كيف ستبدو الفقاعة على مقياس الكون. معظم الفضاء هو على أي حال: الفضاء ، مع حفنة من المجرات ونجومها متناثرة من خلال العدم. ولكن تمامًا مثل الكون المحلي لدينا يحتوي على مناطق تتجمع فيها المادة بشكل وثيق أو تنتشر بعيدًا جدًا ، تتجمع النجوم والمجرات معًا بكثافات مختلفة في أجزاء مختلفة من الكون.
وقال لومبريسر لـ Live Science: "عندما ننظر إلى خلفية الميكروويف الكونية ، نرى درجة حرارة متجانسة تمامًا تقريبًا تبلغ 2.7 كيلوبايت من الكون من حولنا. ولكن عند إلقاء نظرة فاحصة ، هناك تقلبات طفيفة في درجة الحرارة هذه".
وقال إن نماذج كيفية تطور الكون بمرور الوقت تشير إلى أن هذه التناقضات الصغيرة كانت ستنتج في النهاية مناطق من الفضاء أكثر كثافة وأقل. ونوع المناطق منخفضة الكثافة التي تتنبأ بها هذه النماذج ستكون أكثر من كافية لتشويه قياسات H0 بالطريقة التي تحدث الآن.
إليك المشكلة: لدينا طريقتان رئيسيتان لقياس H0. يعتمد المرء على قياسات دقيقة للغاية لخلفية الميكروويف الكونية (CMB) ، والتي تبدو موحدة في الغالب عبر كوننا منذ أن تم تشكيلها خلال حدث امتد إلى الكون بأكمله. ويستند الآخر إلى المستعرات الأعظمية والنجوم الوامضة في المجرات القريبة ، والمعروفة باسم cepheids.
تتميز السيفيدات والسوبرنوفا بخصائص تجعل من السهل تحديد مدى بعدهم عن الأرض بدقة وسرعة تحركهم بعيدًا عنا. استخدمها علماء الفلك لصنع "سلم المسافة" إلى معالم مختلفة في عالمنا الذي يمكن ملاحظته ، واستخدموا هذا السلم لاشتقاق H0.
ولكن نظرًا لأن قياسات cepheid و CMB أصبحت أكثر دقة في العقد الماضي ، فقد أصبح من الواضح أنهم لا يوافقون.
وقالت كاتي ماك ، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة ولاية نورث كارولينا ، في وقت سابق لـ Live Science: "إذا حصلنا على إجابات مختلفة ، فهذا يعني أن هناك شيئًا لا نعرفه". "هذا يتعلق حقًا ليس فقط بفهم معدل التمدد الحالي للكون - وهو أمر يهمنا - ولكن فهم كيفية تطور الكون ، وكيف تطور التمدد ، وما هو الزمكان الذي يفعل كل هذا زمن."
يعتقد بعض الفيزيائيين أنه يجب أن يكون هناك بعض "الفيزياء الجديدة" التي تقود التفاوت - وهو أمر لا نفهمه عن الكون الذي يتسبب في سلوكيات غير متوقعة.
وقال لومبريسر "الفيزياء الجديدة ستكون بالطبع حلاً مثيرًا جدًا لتوتر هابل. لكن الفيزياء الجديدة عادةً ما تتضمن نموذجًا أكثر تعقيدًا يتطلب أدلة واضحة ويجب دعمه بقياسات مستقلة".
يعتقد البعض الآخر أن هناك مشكلة في حساباتنا لسلم cepheid أو ملاحظاتنا من CMB. قال لومبريسير إن تفسيره ، الذي اقترحه الآخرون من قبل لكن أوراقه تظهر بالتفصيل ، يقع بشكل أكبر في هذه الفئة.
وأضاف: "إذا كانت الفيزياء القياسية الأقل تعقيدًا يمكن أن تفسر التوتر ، فإن هذا يوفر تفسيرًا أبسط ونجاحًا للفيزياء المعروفة ، ولكنه للأسف أكثر مللاً أيضًا".
