Πόσο χρονών είναι ακριβώς το σύμπαν; Μια νέα θεωρία προτείνει ότι υπάρχει για διπλάσιο χρόνο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως

Πρώιμες παρατηρήσεις του σύμπαντος από Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) δεν μπορεί να εξηγηθεί από τα τρέχοντα κοσμολογικά μοντέλα. Αυτά τα μοντέλα υπολογίζουν την ηλικία του σύμπαντος στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια Η έννοια του Big Bang του διαστελλόμενου σύμπαντος.

Η έρευνά μου προτείνει ένα μοντέλο Η ηλικία του σύμπαντος είναι 26,7 δισεκατομμύρια χρόνιαπου σημαίνει “JWST”The Impossible Early Galaxy“σχόλια.

Οι απίστευτα πρώιμοι γαλαξίες υποδεικνύουν το γεγονός ότι ορισμένοι γαλαξίες που χρονολογούνται από την κοσμική αυγή – 500 έως 800 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη – έχουν δίσκους και εξογκώματα παρόμοια με αυτά που πέρασαν από μια μακρά περίοδο εξέλιξης. Και οι μικρότεροι γαλαξίες είναι Φαίνεται πιο μαζικό από τα μεγαλύτερακάτι που είναι εντελώς αντίθετο από τις προσδοκίες.

συχνότητα και απόσταση

Αυτή η εκτίμηση ηλικίας προκύπτει από τον ρυθμό διαστολής του σύμπαντος μετρώντας την ερυθρή μετατόπιση των φασματικών γραμμών στο φως που εκπέμπεται από μακρινούς γαλαξίες. Η προηγούμενη εξήγηση για την ερυθρή μετατόπιση βασίστηκε στην υπόθεση ότι το φως χάνει ενέργεια καθώς διανύει κοσμικές αποστάσεις. Αυτό Επεξήγηση του «κουραστικού φωτός». Απορρίφθηκε επειδή δεν μπορούσε να εξηγήσει πολλές από τις σημειώσεις.

Η μετατόπιση του φωτός στο κόκκινο είναι παρόμοια Φαινόμενο Ντόπλερ Στον ήχο: Ο θόρυβος φαίνεται να έχει υψηλότερη συχνότητα (βήμα) όταν πλησιάζει και χαμηλότερο όταν υποχωρεί. Η μετατόπιση προς το κόκκινο, η οποία είναι μια χαμηλότερη οπτική συχνότητα, υποδεικνύει πότε το αντικείμενο έχει απομακρυνθεί από εμάς. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση του γαλαξία, τόσο πιο γρήγορη είναι η παλινδρόμηση και η μετατόπιση προς το κόκκινο.

Μια εναλλακτική εξήγηση για την ερυθρή μετατόπιση οφειλόταν στο φαινόμενο Doppler: οι μακρινοί γαλαξίες απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητες ανάλογες με την απόστασή τους, υποδεικνύοντας ότι το σύμπαν διαστέλλεται. Το μοντέλο του διαστελλόμενου σύμπαντος ευνοήθηκε από τους περισσότερους αστρονόμους μετά από δύο αστρονόμους της Bell Labs, τον Arno Penzias και τον Robert Wilson, Τυχαία ανακάλυψη της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων υποβάθρου (CMB). ακτινοβολία το 1964, την οποία το μοντέλο σταθερής κατάστασης δεν μπορούσε να εξηγήσει ικανοποιητικά.

Ο ρυθμός διαστολής ουσιαστικά καθορίζει την ηλικία του σύμπαντος. Μέχρι την εκτόξευση του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble τη δεκαετία του 1990, η αβεβαιότητα στον ρυθμό διαστολής υπολόγιζε την ηλικία του σύμπαντος μεταξύ επτά και 20 δισεκατομμυρίων ετών. Περαιτέρω παρατηρήσεις οδήγησαν στην αποδεκτή αξία των 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, τοποθετώντας το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης στο βάθρο της κοσμολογίας.

περιορισμούς προηγούμενων μοντέλων

Έρευνα που δημοσιεύτηκε πέρυσι πρότεινε μια λύση σε αυτό το πρόβλημα Ένα πρώιμο πρόβλημα γαλαξία που είναι αδύνατο χρησιμοποιώντας το μοντέλο του κουρασμένου φωτός. Ωστόσο, το κουρασμένο φως δεν μπορεί να εξηγήσει ικανοποιητικά άλλες κοσμικές παρατηρήσεις όπως π.χ Το σουπερνόβα μετατοπίζεται στο κόκκινο Και Ενοποίηση του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων.

Προσπάθησα να συνδυάσω το τυπικό μοντέλο της μεγάλης έκρηξης με το μοντέλο του κουρασμένου φωτός για να δω πώς ταιριάζει με τα δεδομένα του σουπερνόβα και του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, αλλά δεν ταίριαζε καλά με το τελευταίο. Ωστόσο, η ηλικία του σύμπαντος έχει αυξηθεί στα 19,3 δισεκατομμύρια χρόνια.

Στη συνέχεια, προσπάθησα να δημιουργήσω ένα υβριδικό μοντέλο κουρασμένου φωτός και ένα κοσμικό μοντέλο που ανέπτυξα με βάση Εξελιγμένα αμετάβλητα σύζευξης που προτάθηκαν από τον Βρετανό φυσικό Paul Dirac το 1937. Αυτό ταίριαζε καλά με τα δεδομένα, αλλά σχεδόν διπλασίασε την ηλικία του σύμπαντος.

Το νέο μοντέλο επεκτείνει το χρόνο σχηματισμού των γαλαξιών κατά 10 έως 20 φορές σε σύγκριση με το τυπικό μοντέλο, παρέχοντας αρκετό χρόνο για να σχηματιστούν οι παρατηρούμενοι «αδύνατο» πρώιμοι, εξελιγμένοι γαλαξίες.

Και όπως με κάθε μοντέλο, θα πρέπει να παρέχει μια ικανοποιητική εξήγηση για όλες εκείνες τις παρατηρήσεις που ικανοποιεί το τυπικό κοσμολογικό μοντέλο.

μοντέλα ανάμειξης

Η προσέγγιση της ανάμειξης δύο μοντέλων για την εξήγηση νέων παρατηρήσεων δεν είναι νέα. Ο Ισαάκ Νεύτων θεώρησε ότι το φως διαδίδεται ως σωματίδια στη θεωρία του για το φως, η οποία επικράτησε έως ότου αντικαταστάθηκε από την κυματική θεωρία του φωτός τον 19ο αιώνα για να εξηγήσει τα σχήματα περίθλασης που παρατηρήθηκαν στο μονοχρωματικό φως.

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν αναβίωσε τη σωματιδιακή φύση του φωτός για να εξηγήσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο – ότι το φως έχει διπλές ιδιότητες: σε ορισμένες παρατηρήσεις μοιάζει με σωματίδιο και σε άλλες σαν κυματοειδές. Από τότε έχει διαπιστωθεί ότι όλα τα σωματίδια έχουν τέτοιες διπλές ιδιότητες.

Ένας άλλος τρόπος για να μετρήσουμε την ηλικία του σύμπαντος είναι να εκτιμήσουμε την ηλικία των αστεριών σε σφαιρικά σμήνη στον γαλαξία μας. Γαλαξίας. Τα σφαιρικά σμήνη περιέχουν έως και ένα εκατομμύριο αστέρια, τα οποία όλα φαίνεται να έχουν σχηματιστεί την ίδια στιγμή στο πρώιμο σύμπαν.

Υποθέτοντας ότι όλοι οι γαλαξίες και οι ομάδες άρχισαν να σχηματίζονται ταυτόχρονα, η ηλικία του γηραιότερου αστεριού στην ομάδα θα πρέπει να παρέχει την ηλικία του σύμπαντος (λιγότερο από τον χρόνο που άρχισαν να σχηματίζονται οι γαλαξίες). Για ορισμένα αστέρια, όπως ο Μεθουσάλα, που πιστεύεται ότι είναι το αρχαιότερο στον γαλαξία, η αστροφυσική μοντελοποίηση δίνει αποτελέσματα Μια ηλικία μεγαλύτερη από την ηλικία του σύμπαντος προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας το Καθιερωμένο ΜοντέλοΠράγμα που είναι αδύνατο.

Ο Αϊνστάιν πίστευε ότι το σύμπαν είναι το ίδιο, παρατηρήσιμο από οποιοδήποτε σημείο ανά πάσα στιγμή και είναι ομοιογενές, ισότροπο και διαχρονικό. Για να εξηγήσει την παρατηρούμενη μετατόπιση μακρινών γαλαξιών σε μια τέτοια σταθερή κατάσταση του σύμπαντος, η οποία φαίνεται να αυξάνεται ανάλογα με την απόστασή τους (νόμος του Hubble), ο Ελβετός αστρονόμος Fritz Zwicky, Πρότεινε τη θεωρία του κουρασμένου φωτός το 1929.

ΝΕΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ

Ενώ ορισμένες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble κατέδειξαν ένα αδύνατο πρόβλημα πρώιμου γαλαξία, αυτό το πρόβλημα δεν επιλύθηκε μέχρι την εκτόξευση του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb τον Δεκέμβριο του 2021, και τα δεδομένα που παρείχε από τα μέσα του 2022.

Για να υπερασπιστούν το τυπικό μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης, οι αστρονόμοι προσπάθησαν να λύσουν το πρόβλημα Με τη συμπίεση του χρονοδιαγράμματος σχηματισμού αστεριών μεγάλης μάζας και αρχέγονες μαύρες τρύπες Συσσώρευση μάζας σε άυλα υψηλούς ρυθμούς.

Ωστόσο, αναπτύσσεται μια συναίνεση προς τη νέα φυσική για να εξηγηθούν οι παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb.