Sterrekunde

Waarom reis die CMB nie net parallel met ons nie?

Waarom reis die CMB nie net parallel met ons nie?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

As ons na die verste uithoeke van die heelal kyk, sien ons lig wat 14 miljard jaar gelede tydens die oerknal uitgestraal is. Maar die heelal was toe klein, sodat die lig, wat nou eers by ons uitkom, amper langs ons uitgestraal is (in galaktiese terme).

Dit reis dus al 14 miljard jaar met die spoed van die lig en bereik ons ​​eers nou, ondanks die feit dat hy net van langsaan vertrek het.

Die standaard verduideliking van hoe dit so 'n klein afstand afgelê word, begin met 'uitbreiding', wat beteken dat die lig effektief teen die gety geswem het en aangesien dit nie behoorlik pas nie, word dit aangevul deur inflasie uit te dink, wat basies 'n groot stormloop van Hubbly is. uitbreiding van die begin af, om die afstand van ons af te vergroot voordat dit na ons toe begin swem in ooreenstemming met die wet van Hubble wat ons nou waarneem.

As ons eerder verduidelik hoe dit so 'n klein afstand afgelê het deur te sê dat ons almal die oerknal verlaat op of naby die ligspoed, want ons is eintlik iets soos Hawking Radiation, dan het ons nie 'uitbreiding' nodig nie? ? Omdat die CMB net die lig is wat naastenby parallel met ons uitgestraal word en al die tyd deur die ruimte langs ons gereis het. Dit is dus natuurlik dat dit nou eers by ons uitkom. En dan hoef ons nie inflasie uit te dink nie, om die wet van Hubble en die oerknal te laat pas?

En aangesien dit al die tyd so naby aan parallel gereis het, lyk dit natuurlik dat dit so 'n lae vlak van energie het - anders as die lig wat onlangs langs ons uitgestraal word.

En dan het ons 'n natuurlike rede vir massa-energie-ekwivalensie, nie, want alles beweeg in elk geval teen die spoed van die lig.

En dan het ons 'n natuurlike rede vir die kwantumteorie, nie waar nie, want as alles rondom ons byna parallel beweeg teen die spoed van die lig, dan kan slegs die rigting daarvan verander, nie die spoed nie, dus sou ons verwag dat ons sou vind as ons 'n spoed oplê vektor op voorwerpe wat slegs rigting het, sal hul vryheidsgrade te veel wees en ons kan nie hul parameters tegelykertyd definieer nie omdat dit nie regtig bestaan ​​nie.

En dan word dit voor die hand liggend dat 'waargenome snelheid' eenvoudig 'n samevoeging is van hoe parallel die komponentdele van iets is, dus eenvoudige voorwerpe wat minimale komponente bevat, moet teen die spoedlig beweeg terwyl saamgestelde dinge stadiger kan beweeg omdat hulle komponente beweeg in verskillende, veranderende rigtings om mekaar en hul algehele beweging is die kombinasie van die dele.

En dan sou dit voorspel dat 'n foton nie kan verouder nie.

En dan lyk dit asof alles baie sinvoller is, want as ons uitkyk na die 'Big Bang' in 'n verre ruimte en sien hoe dit met die spoed van die lig agteruitgaan, dan weet ons dat dit in elk geval sal doen, so wieopdedoo wie omgee.

En omdat die heelal nou net 'n stel paaie in 'n 4-dimensionele ruimte sonder 'spoed' is, moet dit beskryf word deur 'n rotasiegroep SO (3,1), en hoor, het ek dit nog nie êrens gesien nie, soos die stel transformasies in relatiwiteit?

Maar dan moet ons almal van lig gemaak wees. So, hoe ontwerp ons 'n eksperiment waarin ons balke van toepaslik gevormde lig self uitsonderlik onder buitengewone lae invalshoeke weerkaats om te bewys dat hulle mekaar, tot die verbasing van byna die hele fisika-gemeenskap, weerkaats?

En hoe het ons in so 'n piekel gekom wat al hierdie inflasie en donker materie uitgevind het?


Dit lyk asof sommige van u vrae eg genoeg is, en daarom sal ek die volgende aanspreek:

Toe die CMB uitgestraal is, is dit oral in die heelal uitgestraal, in alle rigtings. Dit beteken dat ons dit te alle tye sien, maar die gedeelte wat ons op 'n gegewe tydstip sien, kom van 'n toenemende afstand. Vandag is die afstand ongeveer 47 miljard ligjare (Gly). Dit word ook rooi verskuif, vandag met 'n faktor van $ z simeq 1100 $. Dit beteken dat die heelal 'n faktor 1100 kleiner was (in al drie rigtings) toe dit uitgestraal is. Daarom was die spesifieke deel van die heelal wat die lig uitstraal wat ons vandag sien, $ 47 , mathrm {Gly} , / , 1100 simeq 43 , mathrm {Mly} $.

Aangesien die CMB vanuit alle rigtings waargeneem word, kan slegs lig van klein kolle op die lug as parallel beskou word. Dit is duidelik dat die lig van links en van u nie parallel is nie.

Die CMB was nie regtig 'reg op ons hakke' sedert dit uitgestraal is nie, net as die motors wat jou verbysteek as jy met jou fiets ry, is reg op jou hakke. U word net voortdurend inhaal deur nuwe CMB-fotone. Die deel wat ons vandag sien, is eintlik vir die eerste 4 miljard jaar of so van ons af weggevoer voordat dit die uitbreiding verbygesteek het en sy afstand van ons af verminder het.

Inflasie, soos James Kilfiger opmerk, is iets heeltemal onverwant, wat plaasgevind het toe die Heelal ongeveer $ 10 ^ {- 33} $ s oud was, in teenstelling met die CMB wat vrygestel is toe die Heelal 380 000 jaar oud was.


Skeppingsargument teen die oerknal is nie meer volhoubaar en mdashCMB-skaduwees en sterrestelsels nie

Ek het voorheen die argument aangevoer dat die kosmiese mikrogolf agtergrond (CMB) bestraling, & lsquolight & rsquo na bewering van die oerknal vuurbal, gooi geen skaduwees op die voorgrond van sterrestelsels nie. 1 As die oerknal waar was, sou die lig van die vuurbal 'n skaduwee op die voorgrond van alle sterrestelsels moet gooi. Dit is omdat die bron van CMB-straling, in die standaard-oerknal-kosmologie, bekend staan ​​as die & ldquolaaste strooioppervlak& rdquo. 2

Die laaste verspreidingsoppervlak is die stadium van die oerknal-vuurbal wat die situasie beskryf toe oerknal-fotone afgekoel het tot ongeveer 1100 K. In daardie stadium van die verhaal het die fotone geskei van die plasma wat hulle voorheen gebind gehou het. Dan word beweer dat die uitbreiding van die heelal die fotone verder afgekoel het tot ongeveer 3 K, wat dit in die mikrogolfbaan bring. As hierdie CMB-fotone dus geen skaduwees voor alle sterrestelselgroepe plaas nie, spel dit slegte nuus vir die oerknalhipotese.


Het wetenskaplikes eintlik bewyse van 'n ander heelal raakgesien?

Die gedetailleerde geheelbeeld van die baba-heelal is geskep uit nege jaar WMAP-data. Die beeld . [+] toon 13,77 miljard jaar oue temperatuurskommelings (aangedui as kleurverskille) wat ooreenstem met die sade wat gegroei het tot die sterrestelsels. Die sein van ons sterrestelsel is afgetrek met behulp van die multifrekwensie-data. Hierdie beeld toon 'n temperatuurbereik van ± 200 mikroKelvin.

Krediet: NASA / WMAP Wetenskapspan

In 'n studie wat vroeër vandeesmaand gepubliseer is, beweer 'n span teoretiese fisici dat hulle die oorblyfsels van die vorige heelal wat in die oorblywende bestraling van die oerknal verborge was, ontdek het. Ons heelal is 'n groot versameling waarneembare materie, soos gas, stof, sterre, ensovoorts, benewens die immer ontwykende donker materie en donker energie. In 'n sekere sin is hierdie heelal al wat ons ken, en selfs dan kan ons ongeveer 5% daarvan direk bestudeer, wat 95% 'n raaisel is wat wetenskaplikes aktief besig is om op te los. Hierdie groep fisici argumenteer egter dat ons heelal nie alleen is nie, maar net een in 'n lang reeks universums wat gebore word, groei en sterf. Onder hierdie wetenskaplikes tel die wiskundige fisikus Roger Penrose, wat nou saam met Stephen Hawking gewerk het en tans die Emeritus Rouse Ball Professor in Wiskunde aan die Universiteit van Oxford is. Penrose en sy medewerkers volg 'n kosmologiese teorie genaamd konformale sikliese kosmologie (CCC) waarin heelalle, net soos mense, tot stand kom, uitbrei en dan vergaan.

OXFORD, ENGELAND - 22 MAART: Professor Sir Roger Penrose, fisikus, wiskundige en kosmoloog,. [+] op dag 2 van die FT Weekend Oxford Literary Festival op 22 Maart 2015 in Oxford, Engeland. (Foto deur David Levenson / Getty Images)

Namate 'n heelal ouer word, brei dit uit en groei die bestanddele al hoe verder van mekaar af. Gevolglik word die interaksies tussen sterrestelsels wat stervorming en evolusie dryf skaarser. Uiteindelik sterf die sterre uit, en die oorblywende gas en stof word deur swart gate vasgevang. In een van sy beroemdste teorieë het Stephen Hawking voorgestel dat dit nie die einde is nie, maar swart gate kan 'n manier hê om massa en energie stadig te verloor deur sekere deeltjies uit te straal. Die oorblywende swart gate in die heelal sal na baie eeue dus verdwyn en slegs uiteenlopende deeltjies agterlaat. Skynbaar 'n woesteny, weerspieël hierdie eindtoestand uiteindelik die omgewing van ons heelal se geboorte, en dus begin die siklus opnuut.

Kunstenaar se logaritmiese skaalopvatting van die waarneembare heelal met die sonnestelsel aan die. [+] middel-, binne- en buitenplanete, Kuiper-gordel, Oortwolk, Alpha Centauri, Perseus-arm, Melkwegstelsel, Andromeda-sterrestelsel, nabygeleë sterrestelsels, Kosmiese web, Kosmiese mikrogolfstraling en Big Bang se onsigbare plasma aan die rand.

Krediet: Wikipedia / Pablo Carlos Budassi

Toe ons heelal baie jonk was, voordat enige herkenbare komponente soos sterre, planete of sterrestelsels gevorm het, was dit gevul met 'n digte, warm sop van plasma. Namate die heelal uitgebrei het, het dit afgekoel, en uiteindelik kon deeltjies saamkom om atome te vorm. Uiteindelik het die interaksie en samesmelting van hierdie atome gelei tot al die sake wat ons vandag waarneem. Ons kan egter steeds die oorblywende bestraling waarneem uit daardie aanvanklike, digte tydperk in die geskiedenis van ons heelal. Hierdie oorblywende gloed, wat die Kosmiese Mikrogolfagtergrond (CMB) genoem word, is die oudste elektromagnetiese straling en vul die geheel van ons heelal. As die CCC-teorie waar was, sou daar wenke wees van vorige heelalle in die CMB van ons heelal.

Aan die einde van 'n heelal, wanneer die finale swart gate oplos, sê die CCC-teorie dat hulle 'n handtekening moet agterlaat wat die dood van die heelal sal oorleef en in die volgende sal voortduur. Alhoewel dit geen definitiewe bewys van vorige heelalle is nie, sal die opsporing van daardie handtekening 'n sterk bewys wees ter ondersteuning van die CCC-teorie. In die soeke na hierdie "Hawking-punte", kom kosmoloë voor 'n moeilike hindernis te staan, want die CMB is flou en wissel lukraak. Penrose beweer egter dat 'n vergelyking tussen 'n model CMB met Hawking-punte en werklike data van ons CMB bewys het dat Hawking-punte wel bestaan. As dit waar is, is dit die allereerste opsporing van bewyse uit 'n ander heelal.

Beeld van die CMB met Hawking-punte uitgelig.

Krediete: Daniel An, Krzysztof A. Meissner en Roger Penrose, BICEP2-samewerking, V. G. Gurzadyan

Ongelukkig, so baanbrekend soos hierdie ontdekking lyk, het die wetenskaplike gemeenskap dit grootliks verwerp. Een van die fundamentele kenmerke van die CMB is dat, hoewel dit patrone het, die variasies heeltemal statisties ewekansig is. In werklikheid het Penrose se voormalige medewerker, Stephen Hawking, sy eie voorletters in die CMB raakgesien, terwyl ander 'n takbok, 'n papegaai en talle ander herkenbare vorms in die geraas gevind het. Net so het die Wilkinson Anisotropy Microscope Probe wat die CMB gekarteer het, 'n interaktiewe beeld uitgereik waar u na bekende vorms en patrone kan soek. 'N Vermybare resultaat van beide hierdie ewekansige skommelinge en die groot grootte van die CMB is dat as wetenskaplikes hard genoeg kyk, hulle die patroon kan vind wat hulle nodig het, soos die bestaan ​​van Hawking-punte. Nog 'n kritiek op Penrose se bewering is dat as die CCC-teorie waar is, ons heelal tienduisende Hawking-punte in die CMB moet hê. Helaas kon Penrose net ongeveer 20 vind.

"SH" -voorletters van Stephen Hawking word op die ILC-lugkaart getoon. Die "S" en "H" is in ongeveer die. [+] dieselfde lettergrootte en styl, en albei letters is netjies langs 'n lyn van vaste Galaktiese breedte.

Krediet: Bennett et al (2011), gepubliseer in die Astrophysical Journal, 2011.

Tog is die moontlikheid van alternatiewe heelalle, hetsy lankal dood of parallel aan ons eie, tergend. Baie ander teorieë beweer dat hulle ook spore vind van ander heelalle wat in die patrone van die CMB skuil. Alhoewel dit na wetenskapfiksie klink, kan ons ons afvra: is dit net die kosmologiese ekwivalent van die sien van vorms in willekeurige wolke, of sal wetenskaplikes eendag ontdek dat ons een is onder baie oneindige heelalle?


Die multiverse

In plaas van 'n massiewe leemte, stel 'n idee wat deur die astrofisikus Laura Mersini-Houghton populêr gemaak is, die moontlikheid in dat die CMB-kouevlek die resultaat is van 'n parallelle heelal wat ons op 'n stadium in die verlede gestamp het - 'n konsep wat baie kwantumfisici het vermaak, maar een wat in stryd is met die tradisionele fisika.

Maar Mersini-Houghton is geen vreemdeling vir omstrede teorieë nie. Net 'n paar jaar gelede het sy in die wetenskaplike wêreld omstredenheid ontketen toe sy beweer dat swart gate nie bestaan ​​nie - 'n idee wat die werk van noemenswaardige astrofisici soos wyle Stephen Hawking weerspreek.

Die multiversum is egter 'n konsep wat baie steun het deur snaar-teoretici, insluitend dr. Michio Kaku, wat glo dat alles deur middel van vibrerende kosmiese snare deur 'n menigte universums verbind word. String-teorie sê dat ons heelal net een van die 10 500 moontlike heelalle is.

Mersini-Houghton is 'n voorstander van die multiverse teorie en sê sy glo dat die CMB-kouevlek die produk is van kwantumverstrengeling tussen ons heelal en 'n ander, voordat dit deur kosmiese inflasie geskei is. Einstein het na hierdie kwantumgedrag verwys as 'n spookagtige aksie op 'n afstand.

Stringteorie is kompleks, maar die basiese uitgangspunt in terme van die multiversum is dat die oerknal die resultaat was van 'n interaksie tussen veelvuldige heelalle. Met die multiverse teorie kan 'n heelal nuwe heelalle groei of in twee afsonderlike heelalle verdeel. Dit is die eerste keer deur Alan Guth voorgestel as deel van sy inflasie teorie.

Inflasieteorie is gebaseer op die teenintuïtiewe idee dat swaartekrag kan werk as 'n afstootlike krag, eerder as 'n suiwer aantreklike krag. Dit is veronderstel in die vorm van 'n wit gat, die teenoorgestelde van 'n swart gat. Einstein se relatiwiteitsteorie maak voorsiening vir die moontlikheid van wit gate, wat via 'n wurmgat aan 'n swart gat gekoppel is.

As 'n swart gat alles daaromheen trek, word dit al hoe digter. Die lig en materie waarin dit suig, word dan deur 'n wurmgat vervoer voordat dit deur 'n wit gat uitgegooi word. Kaku en Guth sê dat hulle glo dat dit moontlik is dat 'n wit gat wat materie uit die helmskiet uitskiet, tot die oerknal kon lei wat ons heelal geskep het.


Is parallelle heelalle werklik? Hier is natuurkundiges se voorste multiversiteitsteorieë

Op die oomblik is daar 'n heel ander heelal waar jy in plaas van bruin hare rooi hare het, of 'n heelal waar jy 'n klassieke pianis is, nie 'n ingenieur nie. Trouens, 'n oneindige aantal weergawes van u kan bestaan ​​in 'n oneindige aantal ander heelalle.

Die idee klink soos wetenskapfiksie, maar veelvuldige teorieë - veral dié wat eintlik getoets kan word - kry steeds meer fisici. Hier is drie van die mees oortuigende teorieë:

As die heelal oneindig is, bestaan ​​daar waarskynlik verskeie heelalle.

As die heelal oneindig is, soos baie glo, is daar heel groot kolle van die heelal wat net te ver is om te sien.

Ons eie heelal word gedefinieer deur die bolvormige hoeveelheid lig wat tyd gehad het om ons te bereik. Die heelal is 13,8 miljard jaar oud, en daarom is enige kolle van meer as 13,8 miljard ligjare nie sigbaar nie. In die sin bestaan ​​daar verskeie heelalle buite ons sigbare heelal, bloot omdat die lig daaruit nie genoeg tyd gehad het om ons te bereik nie.

Die implikasies is buigsaam.

& quot As die heelal oneindig is, as u uitwaarts van die aarde af reis, sal u uiteindelik 'n plek bereik waar daar 'n dubbele kubieke meter ruimte is, & quot; Fraser Cain verduidelik aan Heelal Vandag. & quot Hoe verder u gaan, hoe meer duplikate vind u. & quot

Dit beteken dat daar iemand anders in die heelal kan wees - of 'n oneindige aantal.

Wetenskaplikes probeer uitvind of die heelal eindig of oneindig is deur handtekeninge op die kosmiese mikrogolfagtergrond te bestudeer, of die bestraling wat oorbly van die Oerknal. Maar die kern is volgens die fisikus Joseph Silk: & quotwe sal dalk nooit weet nie & quot

Die oerknal en inflasie dui op die bestaan ​​van 'n groot multiverse.

Die teorie van die oerknal suggereer dat toe die heelal net 'n fraksie van 'n sekonde oud was, dit 'n periode van vinnige inflasie ondergaan het waar dit vinniger as die snelheid van die lig uitgegroei het, & quot volgens Space.com. Uitbreiding vertraag dan, maar daar is baie bewyse dat dit aanhou gebeur het en nog steeds gebeur.

Sommige fisici meen dat dele van die ruimtetyd vinniger kon uitgebrei het as ander na die oerknal, wat universele skep & quotbubble & quot.

As inflasie dus werklik is, kan ons heelal net 'n borrel wees wat in 'n hele borrelbad van ander sfeervormige heelal dryf.

Inflasie lei hulle al hoe verder van ons af, dus sal ons vinniger as die lig moet reis as ons ooit een wil besoek.

& quot; Dit is moeilik om inflasie-modelle te bou wat nie tot 'n multiversum lei nie, & quot; Alan Guth, 'n teoretiese fisikus van die Massachusetts Institute of Technology, het in 2014 gesê. & quot; Dit is nie onmoontlik nie, so ek dink daar is nog steeds seker navorsing wat gedoen moet word. Maar die meeste inflasie-modelle lei wel tot 'n multiversum, en bewyse vir inflasie sal ons in die rigting druk om [die idee van 'n] multiversum ernstig op te neem. & Quot

Sommige natuurkundiges dink dit is moontlik om die borrel-idee te bewys. Toe ons eie borreluniversum die eerste keer gevorm het, het dit moontlik met 'n ander borreluniversum gebots voordat inflasie ons geskei het.

Natuurkundiges soos Matthew Johnson soek deur die kosmiese mikrogolfagtergrond (bestralingsoorskot na die oerknal) na tekens van botsings. Johnson meen die botsings het sigbare kneusplekke agtergelaat:

Swaartekrag skuil in ander heelalle

Natuurkundiges het geen idee waarom swaartekrag soveel swakker is as die ander fundamentele kragte nie. Sommige teorieë impliseer die bestaan ​​van parallelle heelalle.

& quot 'n Klein yskasmagneet is genoeg om 'n elektromagnetiese krag te skep wat groter is as die swaartekrag wat die planeet Aarde uitoefen, & quot; verduidelik die Europese Organisasie vir Kernnavorsing, beter bekend as CERN. & quotEen moontlikheid is dat ons nie die volle effek van swaartekrag ervaar nie, omdat 'n deel daarvan na ekstra dimensies versprei. Al klink dit soos wetenskapfiksie, as daar ekstra dimensies bestaan, kan dit verklaar waarom die heelal vinniger uitbrei as wat verwag is, en waarom swaartekrag swakker is as die ander natuurkragte. & Quot

Natuurkundiges soek eintlik bewyse van ander dimensies in die Large Hadron Collider by CERN. Hele heelalle vol rooikop, klavierspel, kan in hierdie ekstra dimensies skuil.


Tekens van 'n multiverse? Wetenskaplikes het moontlik bewyse gevind dat ons in 'n parallelle heelal gestamp het

Wetenskaplikes het lank probeer om die oorsprong van 'n geheimsinnige, groot en abnormaal koue hemelruim te verklaar. In 2015 het hulle daaraan gekom om dit uit te vind, aangesien 'n studie toon dat dit 'n 'supervoid' is waarin die digtheid van sterrestelsels baie laer is as in die res van die heelal. Ander studies het egter nie daarin geslaag om die resultaat te herhaal nie.

Nou is nuwe navorsing onder leiding van die Durham Universiteit voorgelê vir publikasie in die Maandelikse kennisgewings van die Royal Astronomical Society, stel voor dat die supervoid-teorie nie hou nie. Opvallend genoeg laat dit 'n baie wilde moontlikheid oop en die koue plek kan die bewys wees van 'n botsing met 'n parallelle heelal. Maar voordat u te opgewonde raak, kom ons kyk hoe waarskynlik dit eintlik sou wees.

Die koue kol kan gesien word op kaarte van die "kosmiese mikrogolfagtergrond" (CMB), wat die bestraling is wat oorgebly het vanaf die geboorte van die heelal. Die CMB is soos 'n foto van hoe die heelal gelyk het toe dit 380 000 jaar oud was en 'n temperatuur van 3000 grade Kelvin (2700 grade Celsius) gehad het. Wat ons vind, is dat dit baie glad is met temperatuurafwykings van minder as een deel uit 10.000. Hierdie afwykings kan redelik goed verklaar word deur ons modelle van hoe die warm heelal ontwikkel het tot 'n ouderdom van 380 000 jaar.

Die koue plek is egter moeiliker om uit te werk. Dit is 'n gebied aan die hemel wat ongeveer vyf grade oor is, en dit is 18.000 kouer. Dit kan maklik verwag word vir sommige gebiede wat ongeveer een graad dek en nie vyf nie. Die CMB moet op sulke groot skale baie gladder lyk.

Die krag van sterrestelseldata

So, wat het dit veroorsaak? Daar is twee hoofmoontlikhede. Die een is dat dit kan veroorsaak word deur 'n supervoid waardeur die lig gereis het. Maar dit kan ook 'n ware koue streek uit die vroeë heelal wees. Die outeurs van die nuwe navorsing het probeer om dit uit te vind deur nuwe data oor sterrestelsels rondom die koue plek met data uit 'n ander hemelruim te vergelyk. Die nuwe data is verkry deur die Anglo-Australian Telescope, die ander deur die GAMA-opname.

Die GAMA-opname, en ander opnames soos dit, neem die "spektra" van duisende sterrestelsels. Spectra is beelde van lig wat uit 'n sterrestelsel gevang word en versprei word volgens die golflengtes daarvan. Dit bied 'n patroon van lyne wat deur die verskillende elemente in die sterrestelsel uitgestraal word. Hoe verder die sterrestelsel weg is, hoe meer verskuif die uitbreiding van die heelal hierdie lyne om op langer golflengtes te verskyn as op die aarde. Die grootte van hierdie sogenaamde "rooi verskuiwing" gee dus die afstand na die sterrestelsel. Spectra tesame met posisies aan die hemelruim kan ons 3D-kaarte gee van sterrestelsels.

Maar die navorsers kom tot die gevolgtrekking dat daar eenvoudig nie 'n groot genoeg leemte aan sterrestelsels is om die koue kol te verklaar nie en dat daar niks te spesiaals aan die verspreiding van die melkweg voor die koue plek was nie.

As die koue plek nie deur 'n supervoid veroorsaak word nie, moet dit wees dat daar 'n werklike groot koue streek was waaruit die CMB-lig gekom het. Maar wat kan dit wees? Een van die meer eksotiese verklarings is dat daar in 'n baie vroeë fase 'n botsing tussen heelalle was.

Omstrede interpretasie

Die idee dat ons in 'n "multiverse" bestaan ​​wat bestaan ​​uit 'n oneindige aantal parallelle heelalle word al lank as 'n moontlikheid beskou. Maar natuurkundiges stem nog steeds nie saam oor die vraag of dit 'n fisiese werklikheid kan verteenwoordig nie en of dit net 'n wiskundige eienaardigheid is. Dit is 'n gevolg van belangrike teorieë soos kwantummeganika, stringteorie en inflasie.

Kwantummeganika stel vreemd dat enige deeltjie in 'superposisie' kan bestaan ​​en wat beteken dat dit gelyktydig in baie verskillende toestande kan wees (soos plekke). Dit klink vreemd, maar dit is waargeneem in laboratoriums. Elektrone kan byvoorbeeld gelyktydig deur twee gleuf beweeg en mdash wanneer ons nie kyk nie. Maar sodra ons elke gleuf waarneem om hierdie gedrag vas te vang, kies die deeltjie net een. Daarom kan 'n dier in die beroemde "Shroedinger's cat" gedagte-eksperiment gelyktydig lewend en dood wees.

Maar hoe kan ons met sulke vreemde implikasies saamleef? Een manier om dit te interpreteer, is om te aanvaar dat alle moontlikhede waar is, maar dat dit in verskillende heelalle bestaan.

As daar dus wiskundige steun bestaan ​​vir die bestaan ​​van parallelle heelalle, is dit dan so gek om te dink dat die koue kol 'n afdruk is van 'n botsende heelal? Eintlik is dit uiters onwaarskynlik.

Daar is geen spesifieke rede waarom ons nou die afdruk van 'n botsende heelal sou sien nie. Uit wat ons weet oor hoe die heelal tot dusver gevorm het, lyk dit waarskynlik dat dit baie groter is as wat ons kan waarneem. Dus, selfs al is daar parallelle heelalle en ons het met een van hulle gebots en waarskynlik nie op sigself nie en die kans dat ons dit sal sien in die deel van die heelal wat ons toevallig in die lug kan waarneem, is ongelooflik klein.

Die koerant merk ook op dat 'n koue streek van hierdie grootte toevallig kan voorkom binne ons standaardmodel van kosmologie en 'n waarskynlikheid van 1-2 persent. Dit maak dit wel onwaarskynlik, maar dit is gebaseer op 'n model wat goed getoets is, sodat ons dit nog nie kan uitsluit nie. 'N Ander moontlike verklaring is die natuurlike skommelinge in massadigtheid wat aanleiding gee tot die CMB temperatuurskommelings. Ons weet dat dit op alle weegskale bestaan, maar dit word geneig om kleiner te word na groot weegskaal, wat beteken dat hulle miskien nie 'n koue streek so groot soos die koue plek kan skep nie. Maar dit kan eenvoudig beteken dat ons moet heroorweeg hoe sulke skommelinge ontstaan.

Dit lyk asof die koue kol in die lug nog 'n tyd lank sal bly. Alhoewel baie van die verduidelikings daar buite onwaarskynlik lyk, hoef ons dit nie noodwendig as pure fantasie af te maak nie. En selfs al neem dit tyd om dit uit te vind, moet ons ons steeds verheug oor hoe ver kosmologie die afgelope twintig jaar gekom het. Daar is nou 'n gedetailleerde teorie wat meestal die glorieryke temperatuurkaarte van die CMB en die kosmiese sterrestelsel wat oor miljarde ligjare strek, verklaar.


Antwoorde en antwoorde

As inflasie nie plaasgevind het nie. Die res het nog voorgekom soos 'n kosmiese mikrogolfagtergrond, of hoe?

Die laaste twee paragraaf oor inflasie op Wiki:

& quot Om te kan werk, en soos deur Roger Penrose vanaf 1986 opgemerk, benodig inflasie uiters spesifieke aanvanklike voorwaardes, sodat die probleem (of pseudoprobleem) van aanvanklike toestande nie opgelos word nie: & quot Daar is iets wat wanopgevat is om te probeer om die eenvormigheid van die vroeë heelal as gevolg van 'n termiseringsproses te verklaar. [. ] Want as die termisering eintlik iets doen [. ] dan verteenwoordig dit 'n definitiewe toename van die entropie. Dus sou die heelal nog spesiaaler gewees het voor die termisering as daarna. & Quot [132] Die probleem van spesifieke of 'n fyn-ingestelde & quot aanvanklike voorwaardes sou nie opgelos gewees het nie, dit sou erger geword het. Op 'n konferensie in 2015 het Penrose gesê dat & quotinflation nie vervalsbaar is nie, dit is vervals. [. ] BICEP het 'n wonderlike diens gedoen deur al die inflasie-eilande uit hul dop te haal en hulle 'n swart oog te gee. & Quot [7]

'N Herhalende kritiek op inflasie is dat die aangewese opblaasveld nie ooreenstem met enige bekende fisiese veld nie, en dat die potensiële energiekurwe blykbaar 'n ad hoc-konstruksie is om bykans enige beskikbare gegewens te akkommodeer. Paul Steinhardt, een van die grondleggers van die inflasionêre kosmologie, het onlangs een van sy skerpste kritici geword. Hy noem 'slegte inflasie' 'n periode van versnelde uitbreiding waarvan die uitwerking in stryd is met waarnemings, en 'goeie inflasie' wat daarmee versoenbaar is: & quot Nie net is slegte inflasie meer waarskynlik as goeie inflasie nie, maar geen inflasie is meer waarskynlik as een van die twee nie. ] Roger Penrose het al die moontlike konfigurasies van die opblaas- en gravitasievelde oorweeg. Sommige van hierdie konfigurasies lei tot inflasie [. ] Ander konfigurasies lei direk na 'n eenvormige, plat heelal - sonder inflasie. Die verkryging van 'n plat heelal is oor die algemeen onwaarskynlik. Penrose se skokkende gevolgtrekking was egter dat die verkryging van 'n plat heelal sonder inflasie baie meer waarskynlik is as met inflasie - met 'n faktor van 10 tot die googol (10 tot die 100) mag! & Quot [5] [114] Saam met Anna Ijjas en Abraham Loeb, het hy artikels geskryf waarin beweer word dat die inflasionêre paradigma in die moeilikheid is in die lig van die data van die Planck-satelliet. [133] [134] Teenargumente is aangebied deur Alan Guth, David Kaiser en Yasunori Nomura [135] en deur Andrei Linde, [136] en gesê dat & quotcosmic inflasie op 'n sterker grondslag is as ooit tevore & quot. [135] & quot


A & # x27Koue kol & # x27 wat in die ruimte opgespoor word, kan die bestaan ​​van parallelle heelalle bevestig volgens nuwe bevindings

Hoofbeeld: NASA

Toe ek die eerste keer die bevindings in 'n artikel op die Telegraph UK-webwerf lees, kon ek nie glo wat ek gelees het nie. Daar bestaan ​​al eeue teorieë en studies oor die idee van parallelle heelalle. Sommige van ons mees prominente astrofisici het sedert die vroegste tye dieselfde teorie bespiegel. Maar dit kom alles neer op hoorsê en idealistiese oortuigings. Ek glo vas in die parallelle heelal, dat daar iets is soos 'n multiversum - 'n versameling heelalle en nie net die een waarin ons ken en hoort nie. En ek het my altyd in die geheim voorgestel wat die lewe vir mense sou wees wees asof daar bewys is dat parallelle heelalle bestaan ​​en as ons geleer het om daardeur te reis. In 'n neutedop beteken dit dat u verskillende uitkomste van een scenario deur verskillende heelalle kan uitleef. Dit sou ook beteken dat ons beter kon kies en weet watter scenario vir ons ideaal sou wees. Of miskien is ek net te idealisties.

Onlangs het daar dus iets in die ruimte gebeur, iets wat sy oorsprong het in 'n toevallige ontdekking in 2015, toe astrofisici 'n vreemde dorre gebied in ons heelal ontdek het. Vreemd onvrugbaar, want behalwe vir die feit dat dit baie kouer was as die ander kolle in die ruimte, was die gebied ook sonder ongeveer 10 000 sterrestelsels wat daar moes gewees het. Dit lyk asof hulle vermis word.

NASA

Hierdie 'geheimsinnige supervoid', soos dit bekend geword het, het volgens István Szapudi, van die Universiteit van Hawaii in Manoa, die grootste voorwerp geword wat ooit in die ruimte ontdek is, in 'n verklaring oor hierdie ontdekking. Die wetenskaplikes het dit ook beskryf as te groot om in die huidige model in te pas. Hulle het dit die Cold Spot genoem. En dit is wat dit genoem word, sedertdien. Die koue vlek is ongeveer 1,8 miljard ligjare in die omgewing van die sterrebeeld Eridanus, in die suidelike galaktiese halfrond. Die Cold Spot, wat aangeteken is met ongeveer 20 persent minder materie as in die oorblywende gebiede van die heelal, is ontdek met behulp van die Pan-STARRS1 (PS1) -teleskoop in Hawaii, geleë op Haleakala, Maui, en NASA se Wide Field Survey Explorer (WISE) -satelliet.

Maar dit gaan net oor die Cold Spot. Wat dit volgens die mees onlangse studies beteken, is terselfdetyd, verblydend en openbarend!

Kenners aan die Durham Universiteit, in Engeland, het 'n paar bevindings en teorieë oor die Cold Spot uitgedink wat wetenskaplikes nou al jare verward en verdwaas het. Volgens hierdie kenners het 'n parallelle heelal glo in ons s'n neergestort, wat 'n wisselwerking veroorsaak het soos in 'n verkeersongeluk wanneer motors op die snelweg ophoop. Die impak was so ekstreem dat dit energie uit die groot ruimte gedruk het, wat die koue kol veroorsaak het. Maar, dit is nie al nie. Wetenskaplikes glo ook dat as ons heelal na die oerknal in 'n lugvak kon opgevlieg het, dan sou triljoene ander heelalle, buite ons koninkryk, op soortgelyke wyse gevorm het en sodoende 'n veelvoud van heelalle kon skep wat buite ons eie ruimte is - tyd om te verduidelik waarom ons dit nog nooit teëgekom het nie.

Richard Dawkins.Net

Volgens professor Tom Shanks, aan die Durham Universiteit se Centre for Extragalactic Astronomy, "Een verklaring vir die koue vlek is dat dit die oorblywende sein van die botsing van ons heelal en een van die triljoene ander kan wees." He goes on to add, “If further, more detailed, analysis proves this to be the case then the Cold Spot might be taken as the first evidence for the multiverse – and billions of other universes may exist like our own.” Sources revealed to the Telegraph UK that the whole universe is covered in cosmic microwave background (CMB), a relic of the Big Bang which can be detected by telescopes on Earth. But while the temperature of most of the CMB is 2.73 degrees above absolute zero (or -270.43 degrees Celsius), the Cold Spot is about 0.00015 degrees colder than its surroundings.

University of Durham

The Cold Spot is approximately 3 billion light years away from Earth—a distance which, in space-time, isn’t all that far away in the cosmos. Prior to this discovery and theory by the experts at Durham University, the cold in the area was attributed to a literal trick of light. Back then, it was assumed that the Cold Spot was a supervoid that had 10,000 fewer galaxies and because of its innate barrenness, it somehow managed to suck the energy out of any form of light travelling through the spot which caused a shift in its wavelength the red end of the spectrum—something most telescopes mistook for coldness. However, with the latest discovery, the team at Durham also found that the area within the Cold pot is in fact made up of smaller voids that together, could not shift light to that effect to explain the previous theory.

ESA Planck Collaboration

Ruari Mackenzie, a Doctoral student at Durham University, affirmed, “The voids we have detected cannot explain the Cold Spot.” And, according to Prof. Shanks, “Perhaps the most exciting explanation is that the Cold Spot was caused by the collision between our universe and another bubble universe, believe it or not.” He insists that there has to be another explanation. “I remember some scientists suggesting that there could be detectable effects on the galaxy distribution after this ‘cosmic shunt’ of two universes colliding. Basically colliding universes could leave a slightly anisotropic galaxy distribution in our own universe - a bit like a pile-up on the motorway. So we can look for this to test how seriously to take these ideas,” he said.

The results found by the team of experts at Durham University were published in the monthly notices of the Royal Astronomical Society and we can’t wait to read up on more findings of the theory. This could change everything—from the way we perceive our own lives to the way we perceive what lies beyond outer space, our Universe.


PENROSE’S CONCENTRIC CIRCLES:

The big bang isn’t the only model dealing with the origin of the universe. One of the more fascinating theories centers around an anomaly found in the CMBR. The theory – called “ conformal cyclic cosmology “ – was developed by Sir Roger Penrose, a physicist from the University of Oxford. He believes that our universe is not the first, nor will it be the last, universe to crop up from a big bang.

“Conformal cyclic cosmology” suggests that our big bang theory is far too incomplete to be viable. It doesn’t offer an explanation as to why the initial conditions of the universe were geared toward a low-entropy, highly ordered state. That is, UNLESS things were set in motion prior to the “bang” in the big bang. Moreover, when our universe starts to head toward its own end, it will divert back into the universe it was originally, before starting anew. We can thank the general nature of black holes for this, but

Well.. As you’ve all probably heard someone say, black holes are the vacuum cleaners of the universe (a claim that is a misnomer, by the way) they consume obects that come to close and gradually rid the universe of entropy. Yet they, like all things, eventually meet their end. A lot of things happen in the window of time separating the end from the beginning, like collisions.

Advertensie

Advertensie

When black holes come too close and crash into each other, they release gravitational waves a phenomenon that sees spacetime become distorted like ripples in a pond. It has been theorized that the big bang itself should have produced gravitational waves (an assertion that was recently confirmed and then challenged soon after ), which could potentially be picked up in the CMBR data, opening the door for us to witness the aftermath if only we knew what to look for. Like, in this case, curling in the polarization of the light in the CMB.

With all of that in mind: as we said before, all temperature variations in the CMB data would be completely random. In yet another example of the opposite being found, Penrose — along his partner Vahe Gurzadyan, who hails from the Yerevan Physics Institute in Armenia — have found several concentric circles in the CMB — places where temperature variations formulate patterns stashed among the warmer regions. They believe these circles are indicative of black hole collisions in the universe that collapsed to form our own (so they are effectively giving us information about the universe before the big bang ).

If the men are right, someday in the far, far future — when the universe will no longer be able to expand any further — entropy will digress back to its original state, before the universe collapses in on itself and rebounds, ushering in a new big bang. When that happens, the gravitational waves from our universe might be recorded in the new CMB, allowing a new epoch of aliens to ponder the same questions we currently have no answers to.


Yoga for dark matter: Making the Cold Dark Matter model more flexible

This guest post was written by Tanvi Karwal. Tanvi is a grad student at Johns Hopkins studying cosmology. She’s a theorist who likes hunting for evidence of exotic kinds of dark matter and dark energy in the cosmic microwave background. She has also dabbled in cosmic rays. In her free time, she draws puns on the blackboards at work when money is short and scuba dives when it is not.

Authors: Wayne Hu

First Author’s Institution: Princeton University

Status: Published by The Astrophysical Journal, open access

Why should dark matter do yoga?

The CDM ( -Cold Dark Matter) model is the current standard model of cosmology and consists of normal matter, photons, neutrinos, cold dark matter and dark energy occupying a flat universe. The aptly-named Dark Sector can be described very simply: dark energy is a Cosmological Constant ( ) and dark matter is cold (i.e. its particles move slowly compared to the speed of light). Each component of CDM can be quantified by a single parameter. Dark energy drives cosmic acceleration, while dark matter clusters and seeds structure formation.

The simple CDM model has done exceptionally well in describing the large-scale structure of the universe: it accurately predicts features in phenomena such as baryon acoustic oscillations, the matter power spectrum and the cosmic microwave background (CMB). Even in the local universe, measurements of dark energy do not deviate signi ficantly from and CDM has had successes explaining galaxy clusters.

Thankfully, CDM might not be the whole picture (or I would be out of a job!). When a CDM model is fit to the CMB, the model under-predicts the current rate of expansion of the universe (the infamous Hubble tension). Physically motivating a cosmological-constant-like dark energy has left physicists bending over backwards (even when they’re not doing yoga). Dark matter has not yet been directly detected and models of dark matter remain limited to candidates that are considered to be well-motivated theoretically. Hence, the Dark Sector remains, well, dark – despite some recent progress, our understanding is woefully incomplete.

If CDM is not the whole picture, how can we construct a more complete model? One way to assemble the pieces of this cosmological puzzle is to employ a phenomenological approach, rather than deriving the model from first principles. A phenomenological model describes relationships between variables based on experiment and observations, instead of being derived from fundamental theory.

Making dark matter do yoga with a Generalised Dark Matter model

The Generalised Dark Matter (GDM) model, first proposed by Wayne Hu in 1998, is precisely such a phenomenological approach. GDM introduces flexibility into the Dark Sector that is not possible in CDM.

GDM postulates that dark matter is really like an imperfect fluid. In this description, dark matter has a non-zero intrinsic pressure, given by times its energy density, where is a dimensionless equation-of-state parameter. Because dark matter has now been imbued with a non-zero pressure, it can have pressure waves with some e ffective sound speed (just like the speed of sound [link to video] in air is 343 m/s). Additionally, it has a non-zero viscosity that damps the pressure waves.

As the GDM model incorporates pressure, unlike its cold counterpart, we can observe some interesting features from this property alone. As the energy density of any species of particle is proportional to the scale factor , its energy density evolves di fferently relative to CDM. If GDM replaces CDM, the energy density of the dominant matter species can evolve di fferently over time compared to CDM. Replacing with can alter the time at which the universe exhibited matter-radiation equality, the time of the emission of the CMB and therefore changes the features in the CMB itself.

And that’s not all. If GDM has pressure waves, its energy density can oscillate about a mean value. If it is viscous, these oscillations will be damped and decay. GDM therefore changes how matter clusters and hence the shape of the matter power spectrum.

Furthermore, clustered matter forms a gravitational potential well. As GDM continues to oscillate, so does the depth of these wells. CMB photons travelling toward us through the cosmos gain and lose energy to these wells through a mechanism known as the Integrated Sachs-Wolfe (ISW) e ffect. Photons gain energy by being attracted into gravitational potential wells, and lose energy as they try to climb back out of the wells. If the height of the well changes as the photon is travelling through it, it emerges from the well with a little less or more energy. Hence, GDM adds power to the CMB at the scales where oscillation occurs.

Radiation leaking from gravitational potential wells also causes the wells to decay. Hence, increasing (decreasing) decreases (increases) the radiation density of the Universe relative to CDM and therefore decreases (increases) the ISW e ffect due to radiation. This e ffect occurs at scales less than or equal to the size of the Universe, when the energy density of radiation was appreciable. The effects of the GDM model on the CMB can be seen in Figuur 1.

Figure 1: The CMB power spectrum predicted by CDM (black dotted line) is compared to that obtained from various GDM scenarios from Kopp et al. Each additional line corresponds to one GDM parameter being varied: (i) the equation of state ( blue ), (ii) the effective sound speed ( green ) or (iii) the viscosity parameter ( red ). The ISW effect is boosted at large scales for the green and red lines. At smaller scales , the effects of changing are visible.

The additional parameters that we have incorporated into the dark matter model make it more flexible. But, flexibility aside, did making dark matter do yoga make it more powerful?

Why does flexibility matter?

The GDM parametrisation is indeed powerful, not just because it allows us to extend the vanilla CDM model, but also because it can be used to model numerous other particle species. If the GDM parameters are assumed to be constant, we can model a cosmological constant, neutrinos and dark radiation, which is a hypothetical form of radiation that mediates interactions between dark matter particles. If they are allowed to vary over time, GDM can model hot and warm dark matter and scalar fields that describe dark energy. Hence, the GDM model allows dark matter to vary its behaviour across di fferent epochs in cosmic history and can better probe the behaviour of particle species such as neutrinos.

Thus, the flexibility of this model doen make it more powerful – a very good reason to make dark matter do yoga!


Kyk die video: Маршальский:Разница между наградой и результатом. Предисловие Рамбама. 10 глава Санедрин (Desember 2022).