Să presupunem că ai un copil. Poate chiar o faci, poate nu. Dar Dan Scolnic, cosmolog la Universitatea din Chicago, are o ipoteză care îl ajută să explice universul.
„Avem acest bebeluș medic și bebelușul îl va cântări și îl va măsura, va atrage aceste puncte pe o diagramă de creștere și va prezice cât de mari vor fi ulterior” universul ", spune Scolnic, care va începe să profeseze la Duke luna viitoare. Oamenii de știință au o imagine minunată despre cum este universul în copilărie. Arată ca toți adulții de astăzi. Știm cum ar trebui să-l conectăm curat." ar trebui să-l pună în imaginea universului a unui copil, să urmărească cosmologia noastră standard și să vadă universul nostru astăzi - Dacă totul a mers bine ", spune Scolnic. Dar nu asta se întâmplă. „Ceva”, spune Scolnic, „nu este corect”.
Cosmologii nu sunt siguri ce este exact asta. Este posibil să se înșele în măsurarea sau analiza universului copilului. Sau starea sa actuală.
Cu toate acestea, acestea sunt opțiuni plictisitoare. „Altul”, spune Scolnic, „este că modelul nostru standard de cosmologie nu este corect”. Cu alte cuvinte, modul în care oamenii gândesc despre primii ani, maturizarea și soarta universului pot confunda cumva
În ultimii ani, oameni de știință precum Scolnic au cercetat primele două neînțelegeri ipotetice. Ei și-au demontat barierele, și-au vindecat metodele, au re-analizat rezultatele concurenților și colegilor și au colectat date mai clare și mai mari.
Scolnik numește acest moment „era cosmologiei tensionate”. Alții numesc asta doar criză
Pentru cei care nu studiază originea și evoluția universului, acest lucru sună ca un lucru rău. Pentru cosmologi, opusul este adevărat. Este greșit să descoperim că universul este mai interesant decât credeau. „Este cel mai bun lucru”, spune Scolnic
Acest număr se numește constanta Hubble și este rata la care universul se extinde astăzi (nu astăzi ca „marți”, ci astăzi ca „în acest moment cosmic”). Hubble este constant în aer, chiar și pentru cosmologie
Astronomii au sugerat mai multe moduri de a le estima valoarea, iar conflictul dintre rezultatele lor este cel care cauzează probleme. „Fundal cosmic cu microunde”, sau radiație reziduală din Big Bang. Din această imagine, astronomii încorporează în model ceea ce știu despre energia întunecată, materia întunecată, materia regulată și gravitație. Afară descoperă starea actuală a universului și predicția unei constante care se estompează. Recent, astronomii au făcut acest lucru folosind un fundal cosmic cu microunde de la Planck, un observator spațial care a fost dezafectat în 2013.
O altă metodă folosește „distanțele cosmice”. Astronomii au aflat cât de departe sunt obiectele și cât de repede se mișcă, începând de acolo (ish) și construind în exterior. Ei calculează distanțele de la și de la stelele din apropiere la stelele mai îndepărtate din alte galaxii și de la acestea la supernove în galaxii și mai îndepărtate. Ei își măsoară mișcarea de la noi și oferă o altă estimare a constantei slabe.
Scolnic Ce echipă mare a numit SH0ES, care a folosit metoda scării. Estimările lui Hubble nu sunt de acord cu planul lui Planck. Iată criza
Dar acum Scolnic și echipa au încercat o metodă mai nouă: o scară cosmică îndepărtată inversă. În loc de distanța schelei de sistemul solar din ce în ce mai departe, această abordare folosește caracteristicile fundalului cosmic cu microunde (imaginea copilului), pornind astfel din ce în ce mai aproape de noi. De-a lungul timpului, oamenii de știință folosesc informații despre modul în care galaxiile sunt distribuite în univers și cu date despre supernove SH0ES. Acest lucru a venit în acest moment, dintr-un sondaj al Energiei Întunecate, despre care a spus că a ieșit la lumină. Estimarea constantă a lui Hubble era în concordanță cu planul lui Planck. Edward MacCauley, cercetător principal, spune: „Este puțin prescurtat, dar este frumos”.
„În ambele metode, supernove înainte și înapoi sunt folosite ca mediatori”, spune Scolnic. „Așadar, dacă supernele sunt de acord fericit cu ambele părți, înseamnă că problema nu este cu mediatorul”. Ceva se întâmplă la un capăt. „Dacă modelul nostru este greșit, trebuie să fie ceva despre modul în care înțelegem universul astăzi sau despre modul în care înțelegem universul în copilărie”, spune el.
După ce Scolnic a simțit personal acest sentiment. „Mă simt foarte la mijloc”, spune Scolnic, „și are o mulțime de nopți nedormite”.
Imaturitatea - și seriozitatea cu care cosmologii au această problemă - au crescut recent. Până la câțiva ani, MacCauley a spus: "Incertitudinile au fost suficient de mari încât oricine să fie îngrijorat de asta".
Poate a existat o problemă sistematică - în interiorul instrumentelor care fac măsurarea sau în analiza fiecărei părți. Cu toate acestea, adversarii și-au analizat independent munca, supernova a devenit mai precisă, iar Planck a experimentat cea mai bună imagine a copilului. Iar cele două constante ale lui Hubble au rămas ferm separate.
Aceasta înseamnă că este mai mult o problemă în sine sau oamenii care sapă în ea, dar cu modelul nostru al universului. Silvia Galli, care a ajutat la conducerea analizei lui Planck.
Acest lucru nu este surprinzător pentru Scolnica. 95 la sută din univers ", spune el, referindu-se la faptul că universul este aproape în întregime materie întunecată și energie întunecată care are în față cuvântul„ întuneric "pentru că nu știu ce sunt. Pentru că putem doar să înțelegem conținutul cosmic la nivelul 5% (F) este destul de ridicol să credem că modelul standard de cosmologie este complet corect
Dar cum ar putea fi rău? În fiecare seară, astronomii publică idei noi pe arXiv, un site de publicare cu acces deschis. În special, cosmologii folosesc arXiv pentru a se angaja în acțiuni la timp, pe care jurnalele formale nu le permit. „Ne ținem doar de o viață prețioasă, încercăm să ținem pasul cu ceea ce iese”, spune Scolnic.
Ceva mare poate fi ceea ce se întâmplă cu cosmologia. Este ușor de văzut de unde au venit cosmologii, în bucuria lor de a greși în privința universului. Ceea ce are sens: Ceea ce este mai interesant decât am putea crede?