Земята, Слънчевата система, целият Млечен път и няколкото хиляди галактики се движат в обширен „балон“ с диаметър 250 милиона светлинни години, където средната плътност на материята е наполовина по-висока, отколкото в останалата част от Вселената.

Това е хипотезата, изложена от теоретичен физик от Университета в Женева (UNIGE) за разрешаване на една загадка, която разделя научната общност от десетилетие:

С каква скорост се разширява Вселената?

Досега поне два независими метода за изчисляване са достигнали до две стойности, които са различни с около 10% отклонение, което е статистически несъпоставимо.

Новият подход, изложен в списание Physics Letters B, заличава това разминаване, без да се използва каквато и да е „нова физика“.

Вселената се разширява от Големия взрив, случил се преди 13,8 милиарда години - това е предположение, направено първо от белгийския католически свещеник и физик Жорж Льометър (1894-1966) и за първи път демонстрирано от Едуин Хъбъл (1889-1953). Американският астроном открива през 1929 г., че всяка галактика се отдалечава от нас и че най-далечните галактики се движат най-бързо. Това означава, че в миналото е имало време, когато всички галактики са били разположени на едно и също място, време, което може да съответства само на Големия взрив. Това изследване породи закона на Хъбъл-Льометър, включително константата на Хъбъл (H0), която обозначава скоростта на разширяване на Вселената.

Най-добрите оценки на H0 в момента са около 70 (km/s)/Mpc (което означава, че Вселената се разширява със 70 километра в секунда по-бързо на всеки 3,26 милиона светлинни години).

Първото измерване на константата на Хъбъл се основава на космическия микровълнов фон. Това е микровълновото лъчение, което идва при нас отвсякъде, излъчено по времето, когато Вселената е станала достатъчно студена, за да може светлината да прониква свободно (около 370 000 години след Големия взрив). Използвайки точните данни, предоставени от космическата мисия "Планк", и предвид факта, че Вселената е хомогенна и изотропна, за H0 се получава стойността 67.4, използвайки Общата теория на относителността на Айнщайн.

Вторият метод за изчисляване се основава на свръхновите, които се появяват в далечните галактики. С помощта на тези много ярки събития може да се определят много точно разстоянията, подход, който даде възможност да се изчисли стойност за H0 от 74.

Лукас Ломбризер (Lucas Lombriser), професор в катедра „Теоретична физика“ във Научния факултет на UNIGE, обяснява: „Тези две стойности стават все по-прецизни през годините като остават достатъчно различни една от друга. Не беше нужно много, за да предизвика полемика между учените и дори да събуди вълнуващата надежда, че може би имаме работа с „нова физика.“ За да стесни пропастта, професор Ломбризер предлага идеята, че Вселената не е толкова хомогенна, както се твърди, хипотеза, която изглежда очевидна в сравнително скромни мащаби. Няма съмнение, че материята се разпределя по различен начин в една галактика, отколкото извън нея. По-трудно е обаче да си представим колебания в средната плътност на материята, изчислени на обеми хиляди пъти по-големи от една галактика.

„Балонът на Хъбъл“

"Ако бяхме в някакъв гигантски "балон", продължава професор Ломбризер, "където плътността на материята е значително по-ниска от известната плътност за цялата Вселена, това би имало последствия върху разстоянията на свръхновите и в крайна сметка върху определянето на Н0".

Всичко, което е необходимо, е този "балон на Хъбъл" да бъде достатъчно голям, за да включва галактиката, която служи за ориентир за измерване на разстоянията. Като прие диаметър от 250 милиона светлинни години за този балон, физикът изчисли, че ако плътността на материята вътре е 50% по-ниска, отколкото за останалата част на Вселената, ще се получи нова стойност за константата на Хъбъл, която се съгласува с получената  с помощта на космическия микровълнов фон стойнност.

"Вероятността да има такова колебание в този мащаб е 1:20 до 1:5, което означава, че това не е чиста фантазия на теоретик. Има много региони като нашия в необятната вселена", казва професор Ломбизер

Справка: Lucas Lombriser. Consistency of the local Hubble constant with the cosmic microwave background, Physics Letters B (2020). DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135303

Източник:

Solved: The mystery of the expansion of the universe, University of Geneva