当我们凝视银河系边界之外的宇宙时,我们看到了众多的事物。空间是,像星星一样点缀在黑暗中。如果我们停在那里,很容易假设星系在整个时空中的分布或多或少是均匀的。
但有一些方法可以解决这种疯狂:星系倾向于集中成宇宙网的簇、团块和细丝,而不是自由旋转,被相互引力吸引成物质、高速公路和节点。
与之相反的是空洞——密度明显较低、星系相对较少的区域。
越来越多的证据表明,银河系正在宇宙小角落中的一个空隙的边缘漂流,这是一个明显被称为“宇宙气泡”的空间气泡。。
之前的测量结果他们将这个空洞的大小确定为约 60 兆秒差距,即约 2 亿光年。但这只是图片的一部分。
局部空洞可能被更大的低密度吞没,直径约 600 兆秒差距,称为局部空洞,或基南-巴格-考伊 (KBC) 超级空洞。
这个超空洞是一个大问题,因为根据宇宙学的标准模型,物质或多或少均匀地分布在整个宇宙中。
这个标准模型无法解释如此巨大的密度不足。
但现在由波恩大学天体物理学家 Sergij Mazurenko 领导的一项新研究发现,也许局部洞可以解决一个问题:, 无力宇宙膨胀的速度。
我们只需要找到一种方法来解决标准模型。
宇宙膨胀的速度称为哈勃常数,或 H0。我们并不确切知道该比率是多少,因为不同的测量方法会返回不同的结果。
一种方法是观察早期宇宙的遗迹,比如宇宙大爆炸的剩余光。, 或者。这给我们提供了大约每秒每百万秒差距 67 公里(42 英里)的速度。
另一种方法是测量距已知亮度的较近、较近物体的距离,例如 Ia 型超新星,或造父变星。这给出了每秒每兆秒差距约 73 公里的速度。
“因此,宇宙在我们附近——也就是说,距离大约三十亿光年——的膨胀速度似乎比整个宇宙的膨胀速度更快,”天体物理学家帕维尔·克鲁帕说波恩大学的。“事实不应该是这样的。”
研究人员发现,这个问题可以通过考虑局部洞来解决。
物质通过引力吸引物质。在局部空间中远离我们的星系可能会因超空洞边缘周围物质的集中而局部加速。
这个想法与这表明局部空洞具有相同的效果,但规模更大。
剩下的问题是那个令人讨厌的标准模型。但如果我们使用不同的模型来解释重力的工作原理,这就不是什么问题了。
它被称为修正牛顿动力学(蒙德),并且在四十年前就被提出作为旨在解决我们对宇宙重力测量的差异的理论。
“标准模型基于阿尔伯特·爱因斯坦提出的引力本质理论,”克鲁帕说。
“然而,引力的表现可能与爱因斯坦预期的不同。”
在 MOND 下,局部漏洞更容易解决。需要明确的是,MOND 的重大问题, 也。但值得将其作为一种工具来尝试找出我们目前对宇宙的理解中的漏洞所在。
真正的答案可能是两种理论的混合体。爱因斯坦不需要被抛弃,而是需要扩展。
“人们认为爱因斯坦曾说过,我们不能用最初导致问题的相同思维来解决问题,”物理学家 Indranil Banik 写道圣安德鲁斯大学的一篇文章发表在《对话》上。
“即使所需的改变不是很大,我们也很可能见证一个多世纪以来第一个可靠的证据,证明我们需要改变我们的引力理论。”
该研究已发表在英国皇家天文学会每月通知。