زمین می‌تواند در یک حباب کیهانی عظیم باشد که جهان را منحرف می‌کند
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشگاه به نقل از سای تک، یک خلأ کیهانی می‌تواند نحوه‌ی مشاهده‌ی ما از انبساط جهان را تحریف کند. صدای ناشی از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) ممکن است سرنخ‌هایی در این زمینه داشته باشد.
به گفته‌ی اخترشناسان، زمین و کل کهکشان راه شیری ممکن است در یک منطقه‌ی وسیع و کم‌چگالی از فضا - اساساً یک خلأ کیهانی - قرار داشته باشند که باعث می‌شود جهان در منطقه‌ی ما در مقایسه با مناطق اطراف، سریع‌تر گسترش یابد.
این فرضیه توضیحی احتمالی برای اختلاف مداومی که به عنوان «تنش هابل» شناخته می‌شود، ارائه می‌دهد و می‌تواند در تعیین سن واقعی جهان که در حال حاضر تقریباً ۱۳.۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود، نقش داشته باشد.
یافته‌های اخیر که در نشست ملی نجوم (NAM) انجمن سلطنتی نجوم در دورهام ارائه شد، نشان می‌دهد که امواج صوتی اولیه - که اساساً به عنوان «صدای بیگ بنگ» از آنها یاد می‌شود - از این مفهوم پشتیبانی می‌کنند.
ادوین هابل در سال ۱۹۲۹ ثابت هابل را به عنوان راهی برای توصیف سرعت انبساط جهان معرفی کرد. دانشمندان آن را با اندازه‌گیری فاصله تا اجرام آسمانی و سرعت آنها هنگام دور شدن از ما محاسبه می‌کنند.
این چالش زمانی ایجاد می‌شود که پیش‌بینی‌های مبتنی بر مشاهدات جهان اولیه، با استفاده از مدل کیهان‌شناسی استاندارد، انبساطی کندتر از آنچه در جهان نزدیک و امروزی مشاهده می‌شود را نشان می‌دهد. این تناقض همان چیزی است که تنش هابل را تعریف می‌کند.
توضیح گسترش محلی سریع‌تر
دکتر ایندرانیل بانیک از دانشگاه پورتسموث توضیح داد: یک راه‌حل بالقوه برای این تناقض این است که کهکشان ما نزدیک به مرکز یک فضای تهی بزرگ و محلی است.
این امر باعث می‌شود که ماده توسط گرانش به سمت قسمت بیرونی با چگالی بالاتر فضای خالی کشیده شود و منجر به خالی‌تر شدن فضای خالی با گذشت زمان شود. با خالی شدن فضای خالی، سرعت اجسام دور از ما بیشتر از زمانی خواهد بود که فضای خالی وجود نداشته باشد. بنابراین، این امر باعث می‌شود که سرعت انبساط محلی سریع‌تر به نظر برسد.
او افزود: تنش هابل تا حد زیادی یک پدیده محلی است و شواهد کمی وجود دارد که نشان دهد نرخ انبساط با انتظارات موجود در کیهان‌شناسی استاندارد در گذشته‌های دورتر مغایرت دارد؛ بنابراین یک راه‌حل محلی مانند یک خلأ محلی، راهی امیدوارکننده برای حل این مشکل است.
شرایط لازم برای ایجاد یک خلأ محلی
برای اینکه این فرضیه معتبر باشد، زمین و منظومه شمسی باید نزدیک به مرکز یک فضای تهی عظیم کیهانی با قطر تقریبی یک میلیارد سال نوری قرار داشته باشند، با چگالی ماده‌ای حدود ۲۰ درصد کمتر از میانگین کیهانی.
داده‌های رصدی، مانند شمارش کهکشان‌ها، تا حدودی از این ایده پشتیبانی می‌کنند، زیرا به نظر می‌رسد چگالی کهکشان‌ها در منطقه محلی ما کمتر از مناطق مجاور جهان است.
با این حال، مفهوم چنین فضای تهی وسیع و قابل توجهی همچنان بحث‌برانگیز است، زیرا با پیش‌بینی‌های مدل استاندارد کیهان‌شناسی در تضاد است، که معتقد است ماده باید در این مقیاس‌ها به طور یکنواخت‌تری در سراسر جهان توزیع شده باشد.
شواهدی از نوسانات صوتی باریون
با وجود این، داده‌های جدید ارائه شده توسط دکتر بانیک در کنفرانس NAM ۲۰۲۵ نشان می‌دهد که نوسانات آکوستیک باریون (BAOs) - "صدای بیگ بنگ" - از ایده یک خلأ محلی پشتیبانی می‌کند.
او توضیح داد: این امواج صوتی فقط برای مدت کوتاهی حرکت کردند و پس از آنکه جهان به اندازه کافی سرد شد تا اتم‌های خنثی شکل بگیرند، در جای خود منجمد شدند.
آنها مانند یک خط‌کش استاندارد عمل می‌کنند که می‌توانیم از اندازه زاویه‌ای آن برای ترسیم تاریخ انبساط کیهانی استفاده کنیم.
او ادامه می‌دهد: یک خلأ محلی رابطه بین مقیاس زاویه‌ای BAO و انتقال به سرخ را کمی تحریف می‌کند، زیرا سرعت‌های ناشی از یک خلأ محلی و اثر گرانشی آن، علاوه بر انبساط کیهانی، انتقال به سرخ را کمی افزایش می‌دهد.
با در نظر گرفتن تمام اندازه‌گیری‌های موجود BAO در طول ۲۰ سال گذشته، نشان دادیم که یک مدل خلأ حدود صد میلیون برابر محتمل‌تر از یک مدل بدون خلأ با پارامتر‌هایی است که برای تطبیق با مشاهدات CMB گرفته شده توسط ماهواره پلانک، به اصطلاح کیهان‌شناسی همگن پلانک، طراحی شده‌اند.
مراحل بعدی و آزمایش‌های زمان‌سنج کیهانی
گام بعدی برای محققان، مقایسه مدل خلأ محلی خود با سایر روش‌های تخمین تاریخ انبساط جهان، مانند کرونومتر‌های کیهانی، است.
این شامل بررسی کهکشان‌هایی است که دیگر ستاره نمی‌سازند. با مشاهده طیف یا نور آنها، می‌توان فهمید که چه نوع ستاره‌هایی دارند و به چه نسبتی. از آنجایی که ستاره‌های پرجرم‌تر عمر کوتاه‌تری دارند، در کهکشان‌های قدیمی‌تر وجود ندارند و راهی برای تعیین سن کهکشان فراهم می‌کنند.
سپس ستاره‌شناسان می‌توانند این سن را با انتقال به سرخ کهکشان - اینکه طول موج نور آن چقدر کشیده شده است - ترکیب کنند، که به ما می‌گوید جهان در حالی که نور کهکشان به سمت ما در حرکت بوده، چقدر منبسط شده است. این امر تاریخچه انبساط جهان را روشن می‌کند.