Wyjaśnienie w formie swobodnej rozmowy z moimi własnymi przemyśleniami i komentarzem
Wszechświat jest większy, niż nam się wydawało... znowu
Oto coś niesamogłego: naukowcy zgadzają się, że wszechświat się rozszerza, ale nie mogą dojść do porozumienia co do tego, jak szybko to się dzieje. I nie jest to tylko drobna rozbieżność wśród badaczy – to prawdziwy kryzys, który wprawił społeczność fizyków w osłupienie.
Pozwólcie, że wam to wyjaśnię.
Istnieje coś takiego jak stała Hubble'a – w zasadzie liczba, która mówi nam, jak szybko rozciąga się sama tkanka czasoprzestrzeni. Wyobraźcie sobie to jak nadmuchiwanie balona: stała Hubble'a mówi nam, jak szybko ktoś wpompowuje do niego powietrze.
Ale tutaj zaczynają się schody. Dwa całkowicie poprawne sposoby pomiaru tej liczby dają nam różne wyniki. I nie są to różnice minimalne – są one istotne statystycznie.
Wielki Kosmiczny Spór
Jeden zespół naukowców, korzystając z danych z Teleskopu Kosmicznego Planck, zbadał kosmiczne promieniowanie tła – to słabe poświaty pozostałe po Wielkim Wybuchu, coś jak ciepło wciąż bijące od pizzy wyjętej z pieca kilka godzin temu. Ich analiza sugeruje, że wszechświat rozszerza się z prędkością około 67 kilometrów na sekundę na megaparsec.
Z kolei inna grupa, używając teleskopów Hubble'a i Jamesa Webba do obserwacji odległych, wybuchających gwiazd zwanych supernowymi, otrzymuje wynik około 73.
Dla was lub dla mnie ta różnica może nie brzmieć jak ogromna przepaść, ale dla fizyków jest ona absolutnie kolosalna. To różnica między naszym obecnym modelem wszechświata, który jest zasadniczo poprawny, a takim, który jest fundamentalnie błędny.
Ten spór ma swoją fachową nazwę: napięcie Hubble'a. I szczerze mówiąc, uwielbiam tę nazwę, ponieważ idealnie oddaje to, co fizycy czują w tej chwili.
Więc o co chodzi?
Tu robi się naprawdę ciekawie. Zespół badawczy zaproponował niedawno coś, co brzmi niemal jak science fiction: być może odpowiedź kryje się w polach magnetycznych, które istniały zanim jeszcze powstały gwiazdy.
Zanim powstały galaktyki. Zanim powstały planety. Zanim powstało cokolwiek innego.
Te hipotetyczne pola nazywamy pierwotnymi polami magnetycznymi – i jeśli istniały one we wczesnym wszechświecie, mogły wpłynąć na to, jak szybko po Wielkim Wybuchu tworzyły się atomy wodoru. Proces ten, zwany „rekombinacją”, to moment, w którym wszechświat przestał być gorącą, naładowaną plazmą i po raz pierwszy stał się przezroczysty.
Światło, które ostatecznie uwolniło się w tym momencie, to właśnie to, co dziś wykrywamy jako kosmiczne promieniowanie tła.
Zwrot akcji
Oto co odkryli badacze: jeśli pierwotne pola magnetyczne oddziaływały na cząstki naładowane we wczesnym wszechświecie, mogły sprawić, że wodór tworzył się nieco szybciej w określonych miejscach. To zmienia „kosmiczną miarę”, której używamy do mierzenia odległości we wszechświecie.
I ta drobna zmiana? Może być dokładnie tym, co pozwoli zasypać przepaść między 67 a 73.
Zespół przeprowadził pełne trójwymiarowe symulacje tej pierwotnej plazmy z uwzględnieniem pól magnetycznych – w zasadzie odtworzył niemowlęcy wszechświat w komputerze, aby zobaczyć, co by się stało. Ich wyniki sugerują, że te starożytne pola magnetyczne mogły rzeczywiście zmienić kosmiczne promieniowanie tła w sposób zgodny z tym, co obserwujemy.
Jak to jest niesamowite, prawda?
Dlaczego powinno cię to obchodzić?
Oto moja opinia na ten temat: takie momenty sprawiają, że nauka jest tak ekscytująca. Nie znamy jeszcze wszystkich odpowiedzi i to jest w porządku. Ważne jest to, że zadajemy odważne pytania i podążamy za dowodami, gdziekolwiek nas zaprowadzą.
Niezależnie od tego, czy pierwotne pola magnetyczne okażą się rozwiązaniem napięcia Hubble'a, czy nie, odkrycia tego typu przesuwają granice naszej wiedzy o fizyce. Mówimy tu o badaniu natury wszechświata przy energiach miliardy razy wyższych niż cokolwiek, co jesteśmy w stanie stworzyć na Ziemi.
To daje do myślenia.
Wszechświat się rozszerza, a najwyraźniej nasza wiedza rozszerza się wraz z nim – jeden uporczywy spór po drugim.
A jakie jest Twoje zdanie? Myślisz, że uda nam się rozwiązać tę kosmiczną zagadkę jeszcze za naszego życia? Daj znać w komentarzach – uwielbiam czytać Wasze przemyślenia na temat tych wielkich pytań!