Vi lever måske i en boble.
Det er konklusionen af en ny artikel, der er offentliggjort i tidsskriftet Physics Letters B, der skal offentliggøres den 10. april. Avisen er et forsøg på at løse et af de dybeste mysterier i moderne fysik: Hvorfor må ikke vores målinger af universets hastighed udvidelse giver mening? Som Live Science tidligere har rapporteret, har vi flere måder at måle Hubble-konstanten, eller H0, et tal, der styrer, hvor hurtigt universet ekspanderer. I de senere år, da disse metoder er blevet mere præcise, er de begyndt at producere H0'er, der dramatisk er uenige med hinanden. Lucas Lombriser, en fysiker ved Universitetet i Genève i Schweiz og medforfatter til det nye papir, mener, at den enkleste forklaring er, at vores galakse sidder i et region med lav tæthed i universet - at det meste af det rum, vi ser tydeligt gennem vores teleskoper er en del af en kæmpe boble. Og den afvigelse, skrev han, kommer sandsynligvis sammen med vores målinger af H0.
Det er svært at forestille sig, hvordan en boble ville se ud, der er i universets skala. Det meste af pladsen er netop det alligevel: rum, med en håndfuld galakser og deres stjerner spredt gennem intet. Men ligesom vores lokale univers har områder, hvor materie pakker sig tæt sammen eller spreder sig ekstra langt fra hinanden, klynger stjerner og galakser sig sammen ved forskellige densiteter i forskellige dele af kosmos.
"Når vi ser på den kosmiske mikrobølgebakgrund, ser vi en næsten perfekt homogen temperatur på 2,7 K af universet rundt omkring os. Ved et nærmere kig er der dog små udsving i denne temperatur," fortalte Lombriser til Live Science.
Modeller af, hvordan universet udviklede sig over tid antyder, at disse små uoverensstemmelser i sidste ende ville have produceret områder af rum, der er mere og mindre tæt, sagde han. Og den slags lavdensitetsregioner, som disse modeller forudsiger, ville være mere end tilstrækkelig til at fordreje vores H0-målinger på den måde, der sker lige nu.
Her er problemet: Vi har to hovedmåder til at måle H0. Den ene er baseret på ekstremt præcise målinger af den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), der for det meste forekommer ensartet i hele vores univers, da det blev dannet under en begivenhed, der spænder over hele universet. Den anden er baseret på supernovaer og blinkende stjerner i nærliggende galakser, kendt som cepheider.
Cepheider og supernovas har egenskaber, der gør det nemt at præcist bestemme, hvor langt de er fra Jorden, og hvor hurtigt de bevæger sig væk fra os. Astronomer har brugt dem til at lave en "afstandstige" til forskellige vartegn i vores observerbare univers, og de har brugt denne stige til at udlede H0.
Men da både cepheid og CMB-målinger er blevet mere præcise i det sidste årti, er det blevet klart, at de ikke er enige.
"Hvis vi får forskellige svar, betyder det, at der er noget, vi ikke kender," fortæller Katie Mack, en astrofysiker ved North Carolina State University, tidligere til Live Science. ”Så dette handler egentlig ikke kun om at forstå universets nuværende ekspansionshastighed - hvilket er noget, vi er interesseret i - men forstå hvordan universet har udviklet sig, hvordan ekspansionen har udviklet sig, og hvad rum-tid har gjort alt dette tid."
Nogle fysikere mener, at der skal være noget "ny fysik", der driver forskellen - noget vi ikke forstår om universet, der skaber uventet opførsel.
"Ny fysik ville selvfølgelig være en meget spændende løsning på Hubble-spændingen. Men ny fysik indebærer typisk en mere kompleks model, der kræver klare beviser og bør bakkes op af uafhængige målinger," sagde Lombriser.
Andre mener, at der er et problem med vores beregninger af cepheidstigen eller vores observationer af CMB. Lombriser sagde, at hans forklaring, som andre har foreslået før, men hans papir udgår detaljeret, falder mere i denne kategori.
"Hvis den mindre komplekse standardfysik kan forklare spændingen, giver dette både en enklere forklaring og er en succes for den kendte fysik, men det er desværre også kedeligere," tilføjede han.
