La nostra galàxia es troba dins d'una enorme bombolla on hi ha poca matèria

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Potser estem vivint en una bombolla. Però això no és el més estrany que heu sentit sobre el nostre univers. Ara, entre la infinitat de teories i hipòtesis, n'ha sorgit una altra. El nou estudi és un intent de resoldre un dels misteris més difícils de la física moderna: per què les nostres mesures de la velocitat d'expansió de l'univers no tenen sentit?

Segons els autors de l'article, l'explicació més senzilla és que la nostra galàxia es troba en una regió de baixa densitat de l'Univers, la qual cosa significa que la major part de l'espai que podem veure clarament a través dels telescopis forma part d'una bombolla gegant. I aquesta anomalia, escriuen els investigadors, és probable que interfereixi amb les mesures de la constant de Hubble, la constant utilitzada per descriure l'expansió de l'univers.

Com es va desenvolupar l'univers?

Intenta imaginar com seria la bombolla a l'escala de l'univers. Això és força difícil, ja que la major part de l'espai és espai, amb un grapat de galàxies i estrelles disperses al buit. Però igual que les regions de l'Univers observable, on la matèria està densament agrupada o, per contra, es troba lluny les unes de les altres, les estrelles i les galàxies es reuneixen amb diferents densitats en diferents parts del cosmos.

La radiació de fons (o radiació còsmica de fons de microones) -aquesta radiació tèrmica que es va formar a l'Univers primerenc i l'omple de manera uniforme- permet als científics determinar amb una precisió gairebé perfecta la temperatura uniforme de l'Univers que ens envolta. Avui sabem que aquesta temperatura és de 2,7K (Kelvin és una escala de temperatura, on 0 graus és zero absolut). No obstant això, segons Space.com, en una inspecció més propera, es poden veure petites fluctuacions en aquesta temperatura. Els models de com ha evolucionat l'univers al llarg del temps suggereixen que aquestes petites inconsistències acabarien generant regions de l'espai més o menys denses. I aquest tipus de regions de baixa densitat serien més que suficients per distorsionar les mesures de la constant de Hubble tal com està passant ara mateix.

El zero absolut és un terme que significa l'aturada completa del moviment de les molècules. No es poden assolir temperatures zero absolut. El 1995, Eric Cornell i Carl Wiemann van intentar fer-ho, però quan els àtoms de rubidi es van refredar, no ho van aconseguir. És per això que la unitat de canvi de temperatura en Kelvin no té valors negatius.

Com es mesura la constant de Hubble?

Avui hi ha dues maneres principals de mesurar la constant de Hubble. Un es basa en mesures extremadament precises del CMB, que sembla ser uniforme a tot el nostre univers ja que es va formar poc després del Big Bang. Una altra manera es basa en les supernoves i les estrelles variables polsants de les galàxies properes conegudes com a Cefeides. Recordem que les cefeides i les supernoves tenen propietats que permeten determinar amb precisió a quina distància es troben de la Terra i a quina velocitat s'allunyen de nosaltres. Els astrònoms els han utilitzat per construir una "escala de distància" cap a diversos punts de referència de l'univers observable. Els científics van utilitzar la mateixa "escala" per derivar la constant de Hubble. Però a mesura que les mesures de cefeides i CMB s'han tornat més precises durant l'última dècada, ha quedat clar que les dades no convergeixen. I la presència de respostes diferents acostuma a significar que hi ha alguna cosa que no sabem.

Per tant, de fet, no es tracta només d'entendre el ritme actual d'expansió de l'Univers, sinó també de comprendre com es va desenvolupar i es va expandir l'Univers i què estava passant amb l'espai-temps durant tot aquest temps.

Galàxies en una bombolla

Alguns físics creuen que hi ha algun tipus de "nova física" que determina el desequilibri, una cosa a l'univers que no entenem i que és la raó del comportament inesperat dels objectes espacials. Segons l'autor de l'estudi Lucas Lombrizer, una nova física seria una solució molt emocionant per a la constant de Hubble, però normalment implica un model més complex que requereix evidències clares i ha de ser recolzat per mesures independents. Altres científics creuen que el problema rau en els nostres càlculs.

La solució, proposada en un nou article que es publicarà a Physics Letters B l'abril de 2020, és suposar que tota la nostra galàxia, així com diversos milers de galàxies properes, es troben en una bombolla on hi ha poca matèria: estrelles, gasos i pols. núvols. Segons l'autor de l'estudi, una bombolla amb un diàmetre de 250 milions d'anys llum, que conté aproximadament la meitat de la densitat de la resta de l'univers, podria conciliar diferents xifres de la taxa d'expansió de l'univers.