شاید کهکشان ما درون یک خلأ عظیم شناور باشد – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: اخترشناسان معتقدند کهکشان راه شیری ممکن است درون یک خلاء عظیم و اسرارآمیز قرار گرفته باشد؛ خلایی که باعث میشود کیهان در این ناحیه سریعتر از مناطق مجاور انبساط یابد.
به گزارش بیگ بنگ، این نظریه ممکن است راهحلی برای “تنش هابل” باشد و میتواند به تأیید سن واقعی جهان کمک کند؛ سنی که حدود ۱۳.۸ میلیارد سال برآورد شده است. آخرین پژوهشها که در نشست ملی نجوم انجمن سلطنتی اخترشناسی بریتانیا(NAM 2025) در دانشگاه دورهام ارائه شد، نشان میدهد که امواج صوتی از کیهان اولیه که در واقع «صدای بیگ بنگ» هستند، از این ایده حمایت میکنند.
ثابت هابل نخستینبار در سال ۱۹۲۹ توسط ادوین هابل پیشنهاد شد تا نرخ انبساط کیهان را توصیف کند. این ثابت را میتوان با مشاهدهی فاصلهی اجرام آسمانی و سرعت دور شدن آنها از ما اندازهگیری کرد. با این حال، مشکل اصلی اینجاست که مشاهدات مربوط به جهان اولیه مانند تابش زمینه کیهانی سرعت انبساط کیهان را عددی در حدود ۶۷ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک ارائه میدهند، اما اندازهگیریهای مربوط به اجسام نزدیکتر مانند نوعی خاص از ابرنواخترها یا ستارگان، این سرعت را حدود ۷۳ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک تخمین میزنند. این تناقض به «تنش هابل» معروف است.
دکتر “ایندرانیل بانیک” از دانشگاه پورتسموث توضیح داد: «یکی از راهحلهای احتمالی برای این ناسازگاری، این است که کهکشان ما نزدیک مرکز یک خلاء بزرگ و محلی در کیهان قرار دارد. در چنین حالتی گرانش ماده در اطراف این خلاء باعث میشود که مواد به سمت خارج کشیده شوند و این امر میتواند باعث شود که سرعت فرار اجسام اطراف ما بیشتر از آن چیزی باشد که جهان در مجموع تجربه میکند. به عبارت دیگر، بهنظر برسد که سرعت انبساط در ناحیه ما بیشتر از متوسط جهان است.»
وی افزود: «تنش هابل عمدتاً یک پدیدهی محلی است و شواهد اندکی وجود دارد که نشان دهد نرخ انبساط در گذشتهی دور کیهان با انتظارات مدل استاندارد کیهانشناسی مغایرت داشته باشد. بنابراین، یک راهحل محلی مانند وجود یک خلاء محلی میتواند رویکردی امیدوارکننده برای حل این مشکل باشد.»
برای اینکه این نظریه پابرجا بماند، کهکشان راه شیری باید نزدیک مرکز خلایی به شعاع حدود یک میلیارد سال نوری و با چگالی تقریباً ۲۰ درصد کمتر از میانگین چگالی کیهان باشند. شمارش مستقیم کهکشانها از این نظریه حمایت میکند، زیرا چگالی کهکشانی در ناحیهی محلی ما کمتر از نواحی مجاور است. با این حال، وجود چنین خلاء عظیم و عمیقی بحثبرانگیز است، زیرا با مدل استاندارد کیهانشناسی چندان سازگار نیست؛ مدلی که میگوید ماده در مقیاسهای بزرگ باید بهطور یکنواختتری پخش شده باشد.
با این وجود، دادههای نوسانات صوتی باریونی یا همان «صدای بیگ بنگ» از وجود یک خلاء محلی عظیم حمایت میکنند. به گفتۀ دکتر بانیک: «این امواج صوتی از دوران پلاسمای داغ اولیه کیهان بر جای ماندهاند و هنوز به شکل حلقههایی به قطر حدود ۱ میلیارد سال نوری قابل مشاهدهاند. آنها مدت کوتاهی سفر کردند و سپس وقتی کیهان به اندازهی کافی سرد شد تا اتمهای خنثی شکل بگیرند، بهصورت یخزده باقی ماندند. این امواج مانند یک خطکش استاندارد عمل میکنند که با اندازهگیری زاویهی آنها میتوان تاریخچهی انبساط کیهان را ترسیم کرد.
یک خلاء محلی باعث اندکی اعوجاج در رابطهی بین مقیاس زاویهای باریونی و انتقالبهسرخ میشود، زیرا سرعتهای ناشی از گرانش خلاء، کمی به انتقالبهسرخ افزوده میشود، افزایشی علاوه بر آنچه که خودِ انبساط کیهان ایجاد میکند. ما با بررسی تمام اندازهگیریهای باریونی که در ۲۰ سال گذشته انجام شده، نشان دادیم که مدل دارای خلاء حدود صد میلیون برابر محتملتر از مدلی بدون خلاء است؛ مدلی که برای تطبیق با دادههای تابش زمینهی کیهانی(CMB) از ماهوارهی پلانک طراحی شده و به کیهانشناسی همگن پلانک معروف است.» پژوهشگران میگویند که مدل خلأیی آنها تنش هابل را از سطح ۳٫۳ سیگما به حدود ۱٫۱ تا ۱٫۴ سیگما کاهش میدهد. اگرچه این هنوز به معنای حل کامل مسئله نیست، اما نشانهای مهم از پیشرفت در این زمینه است.
گام بعدی محققان این است که مدل خلاء محلی خود را با روشهای دیگر برآورد تاریخچهی انبساط کیهان مقایسه کنند؛ مانند «ساعتهای کیهانی». این روش شامل بررسی کهکشانهایی است که دیگر ستارهسازی نمیکنند. با مشاهدهی طیف نوری آنها میتوان نوع و نسبت ستارههای موجود را مشخص کرد. از آنجا که ستارگان پرجرم عمر کوتاهتری دارند، در کهکشانهای پیر حضور ندارند و همین موضوع راهی برای تعیین سن کهکشان فراهم میکند.
سپس اخترشناسان میتوانند این سن را با مقدار انتقالبهسرخ کهکشان ترکیب کنند، یعنی میزانی که طولموج نور آن کش آمده است. تا در نهایت درک کنند که کیهان چقدر در مدتی که نور از کهکشان به سوی ما میآمده، منبسط شده است. این اطلاعات، به درک تاریخچهی انبساط کیهان کمک میکند. جزئیات بیشتر این پژوهش در در نشریهی علمی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منابع: sciencealert.com , phys.org
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109077
