Стандартният космологичен модел вече се подлага на стрес тест от "Джеймс Уеб"

Ваня Милева Последна промяна на 08 август 2022 в 00:01 12948 0

Както банките, така и научни модели като текущия Стандартен космологичен модел на Вселената, ΛCDM, редовно се подлагат на стрес тестове.

Смята се, че Вселената произхожда от Големия взрив преди 13,8 милиарда години. Според тази теория ранната Вселена е била силно хомогенна и изотропна среда с изключително висока енергийна плътност, налягане и температура. В резултат на охлаждането и разширяването в нея се образуват елементарни частици и механизмите на тяхното взаимодействие. Първите, които се образуват, са бозоните, отговорни за електрослабото взаимодействие, последвани от кварки, адрони и лептони. Първите три минути от живота на Вселената завършват с образуването на звездна материя в процеса на първична нуклеосинтеза. През следващите 380 000 години Вселената постепенно се разширява и охлажда, след което става достатъчно студена, за да може водородът да се рекомбинира. В хода на този процес материята преминава от плазмено състояние, което е непрозрачно за по-голямата част от електромагнитното излъчване, в газообразно състояние. Именно топлинното излъчване от онази епоха, което вече можем да наблюдаваме под формата на реликтово лъчение, което се е изместило в микровълновия спектър поради разширяването на Вселената. В много отношения благодарение на наблюденията на реликтовото лъчение в експерименти като космическата обсерватория Planck физиците са формирали съществуващите представи за възрастта и еволюцията на Вселената.

Стандартният космологичен модел, който описва тези процеси, се нарича ΛCDM модел (съкратено от Lambda-Cold Dark Matter). Според него Вселената е изпълнена не само с наблюдаваната барионна материя, но и с тъмна енергия заедно със студена тъмна материя, а делът на последната в общата маса-енергия на наблюдаваната Вселена е 95 процента. Тъмната материя в нея е хипотетична форма на материята, която обяснява ефектите на скритата маса, а тъмната енергия е форма на енергия, която води до отблъскване на масивните тела и обяснява ускореното разширяване на Вселената. За потенциално обяснение на природата на тъмната материя и тъмната енергия е необходимо да се излезе отвъд Стандартния модел в рамките на физиката на частиците, тъй като той не предсказва съществуването на тъмните компоненти на Вселената.

Учените чакаха с нетърпение да се появи е най-подходящият инструмент за извършване на проверка на модела ΛCDM.

Да, разбира се, това е "Джеймс Уеб", космическият телескоп, който чупи един след друг рекорд с инфрачервените си наблюдения на Вселената през последните седмици.

Майкъл Бойлан-Колчин (Michael Boylan-Kolchin) от Университета на Тексас, Остин, проучва ранните публикувани данни на "Джеймс Уеб", разглеждайки по-специално наблюденията в дълбокия космос, на галактики около червено отместване z~10.

И какво се оказва: масата на галактиките около z=10 (приблизително 13,3 милиарда години) е по-висока от това, което прогнозира моделът ΛCDM.

Това може да показва или проблем с техниките, използвани за оценка на звездните маси на галактиките, или проблем с модела ΛCDM.

Удивително е, че „напрежението“ между измерената и прогнозираната маса не изглежда да се появява при дори по-високи червени премествания (z между 16 и 20), тоест още по-назад във времето - до само 70 до 80 милиона години след Големия взрив.

Защо е така - не е известно. Едно е ясно - предстоят интересни времена и за космологията.

Източник: Stress Testing ΛCDM with High-redshift Galaxy Candidates
Michael Boylan-Kolchin, 
https://doi.org/10.48550/arXiv.2208.01611

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Космос

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !