Kõik, mida me arvame teadvat universumi kuju kohta, võib olla vale. Selle asemel, et olla voodilinaga tasane, võib meie universum uue uuringu kohaselt olla kõverdatud nagu massiivne täispuhutud õhupall.
See on tulemus täna (4. novembril) ajakirjas Nature Astronomy avaldatud uues artiklis, mis vaatleb andmeid kosmilise mikrolaine fooni (CMB), Suure Paugu nõrga kaja kohta. Kuid mitte kõik pole selles veendunud; uued leiud, mis põhinevad 2018. aastal avaldatud andmetel, on vastuolus mõlema aasta tavapärase tarkusega ja veel ühe sama CMB andmestikul põhineva hiljutise uuringuga.
Kui universum on uue paberi järgi kõver, kõverdub see õrnalt. See aeglane painutamine pole oluline meie elus ega päikesesüsteemis ega isegi meie galaktikas ringi liikudes. Kuid rännake sellest kaugemale, väljaspool meie galaktilist naabruskonda, kaugele sügavasse pimedusse ja lõpuks - sirgjooneliselt liikudes - saate ringi ja lõpetage kohe tagasi seal, kus alustasite. Kosmoloogid nimetavad seda ideed "suletud universumiks". See on olnud juba mõnda aega, kuid see ei sobi olemasolevate teooriatega, kuidas universum töötab. Nii et see on suures osas tagasi lükatud "lameda universumi" kasuks, mis ulatub igas suunas piirideta ja ei keerle enda ümber. Autorite väitel pakub CMB kõigi aegade parima mõõtmise andmete anomaalia kindlaid (kuid mitte tingimata veenvaid) tõendeid selle kohta, et universum on lõppude lõpuks suletud: Manchesteri ülikooli kosmoloog Eleonora Di Valentino, Rooma Sapienza ülikooli kosmoloog Alessandro Melchiorri ja Johns Hopkinsi ülikooli kosmoloog Joseph Silk.
Erinevus suletud ja avatud universumi vahel sarnaneb veidi erinevusega venitatud lameda lehe ja täispuhutud õhupalli vahel, rääkis Melchiorri Live Science'ile. Mõlemal juhul laieneb kogu asi. Kui leht laieneb, liigub iga punkt sirgjooneliselt kõigist teistest punktidest eemale. Kui õhupall on täis pumbatud, läheb iga selle pinna punkt igast teisest punktist kaugemale, kuid õhupalli kumerus muudab selle liikumise geomeetria keerukamaks.
"See tähendab näiteks seda, et kui teil on kaks footonit ja nad liiguvad paralleelselt suletud universumis, siis nad kohtuvad," sõnas Melchiorri.
Avatud, lamedas universumis rändaksid puutumata footonid mööda oma paralleelset rada, ilma et nad kunagi omavahel suheldaks.
Universumi inflatsiooni tavamudel, ütles Melchiorri, soovitab universumil olla tasane. Kerige selle mudeli järgi tagasi ruumi laienemist kogu alguseni, esimese 0.0000000000000000000000001 sekundini pärast Suurt Pauku ja näete hetke, kui avarus sellest lõpmatusest väiksemas kohas, kus see algas. Ja selle ülikiire laienemise füüsika osutab lamedale universumile. Ta ütles, et enamiku ekspertide arvates on universum tasane. Kui universum ei ole tasane, peate selle ürgse mehhanismi füüsikat "peenhäälestama", et see kõik omavahel kokku sobiks - ja uuesti tegema loendamatuid arvutusi protsessis, ütles Melchiorri.
Kuid see võib osutuda vajalikuks, kirjutasid autorid uues uuringus.
Selle põhjuseks on KMA-s anomaalia. CMB on vanim asi, mida me universumis näeme, mis on valmistatud ümbritsevast mikrolainevalgusest, mis tähtede ja galaktikate blokeerimisel ja muudel häiretel piisab kogu ruumist. See on üks olulisemaid teabeallikaid universumi ajaloo ja käitumise kohta, kuna see on nii vana ja levinud kogu kosmoses. Ja selgub viimaste andmete kohaselt, et KMA "gravitatsiooniläätsi" on oodatust oluliselt rohkem - see tähendab, et gravitatsioon näib CMB mikrolaineid painutavat rohkem, kui olemasolev füüsika suudab seletada.
Andmed, millele meeskond tugineb, pärinevad 2018. aasta väljaandest Plancki eksperimendist - Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) eksperimendist, et kaardistada CMB detailsemalt kui kunagi varem. (Uued andmed avaldatakse ajakirja Astronomy & Astrophysics tulevases numbris ja on nüüd saadaval ESA veebisaidil. Ka Di Valentino ja Melchiorri olid osa sellest ettevõtmisest.)
Selle täiendava objektiivi selgitamiseks on Plancki koostöö just lisamuutujale, mida teadlased nimetavad A_lensiks, universumi kujunemise grupi mudelile: "See on midagi, mille panite sinna käega katsudes selgitada, mida Füüsikaga pole mingit seost, "sõnas Melchiorri, mis tähendab, et Einsteini relatiivsusteoorias pole A_lensi parameetrit. "Mida me leidsime, on see, et saate A_lensi selgitada positiivselt kõverdatud universumiga, mis on palju füüsilisem tõlgendus, mida saate selgitada üldrelatiivsusega."
Melchiorri tõi välja, et tema meeskonna tõlgendus pole lõplik. Grupi arvutuste kohaselt osutavad Plancki andmed suletud universumile, mille standardhälve on 3,5 sigmat (statistiline mõõtmine tähendab umbes 99,8% kindlust, et tulemus ei tulene juhuslikust juhusest). See on palju, kui 5 sigma standardfüüsikut tavaliselt otsivad, enne kui idee kinnitatakse.
Kuid mõne kosmoloogi sõnul oli skeptilisuse leidmiseks veelgi rohkem põhjuseid.
Stanfordi ülikooli kosmoloog Andrei Linde ütles Live Science'ile, et loodusastronoomia töö ei võtnud arvesse teist olulist paberit, mis avaldati arXivi andmebaasis 1. oktoobril. (Seda paberit pole veel eelretsenseeritavas ajakirjas avaldatud. )
Selles artiklis vaatasid Cambridge'i ülikooli kosmoloogid George Efstathiou ja Steven Gratton, kes mõlemad töötasid ka Plancki koostööprojektis, kitsamat alamhulka andmeid kui Nature Astronomy paber. Nende analüüs toetas ka kõverduvat universumit, kuid palju väiksema statistilise usalduslikkusega kui Di Valentino, Melchiorri ja Silk leidsid Plancki andmete suuremat lõiku vaadates. Ent kui Efstathiou ja Graton vaatasid andmeid koos kahe teise varase universumi olemasoleva andmekogumiga, leidsid nad, et üldiselt osutasid tõendid lameda universumi poole.
Efstathiou ja Grattoni paberi kohta küsides kiitis Melchiorri teose hoolikat käsitlemist. Kuid ta ütles, et duo analüüs tugineb liiga väikesele osale Plancki andmetest. Ja ta tõi välja, et nende uurimistöö põhineb Plancki andmete modifitseeritud (ja teoreetiliselt ka täiustatud) versioonil - mitte avalikul andmestikul, mille üle kontrollis üle 600 füüsiku.
Linde osutas sellele reanalüüsile märgiks, et Efstathiou ja Grattoni paber põhineb parematel meetoditel.
Efstathiou palus, et teda otseselt ei tsiteerita, kuid juhtis Live Science'ile saadetud meilis tähelepanu sellele, et kui universum oleks kõver, tekitaks see mitmeid probleeme - oleks vastuolus nende varajase universumi muude andmekogumitega ja teeks vastuolusid universumi täheldatud protsendimääras. laienemine palju hullem. Gratton ütles, et on nõus.
Melchiorri nõustus ka sellega, et suletud universumi mudel tekitab füüsika jaoks mitmeid probleeme.
"Ma ei taha öelda, et usun suletud universumisse," ütles ta. "Olen natuke neutraalsem. Ma ütleksin, et ootame andmeid ja seda, mida uued andmed ütlevad. Usun, et nüüd on lahknevus, et peame olema ettevaatlikud ja proovima leida seda, mis on tekitades selle lahknevuse. "
