Sciencemag.cz
Doporučujeme
Asi před rokem byla (v recenzovaném časopisu) publikována studie navrhující, že vesmír by mohl být starý přes 27 miliard let, tedy zhruba dvojnásobek toho, co předpokládá standardní kosmologie. Autoři celé myšlenky rozvíjejí své zkoumání a nyní uvádějí, že by se v tomto modelu šlo obejít bez temné hmoty i temné energie.
Viz také:
Nová teorie navrhuje, že vesmír může být starý až 26,7 miliard let
Nová studie Ottawské univerzity (tentokrát publikováno jinde než předešlý článek, v The Astrophysical Journal) zpochybňuje potřebu temné hmoty následujícím modelem. Rajendra Gupta (stejný hlavní autor jako u minulé sudie) a jeho kolegové předkládají model CCC+TL. Kombinuje dvě myšlenky: že/jak se přírodní síly v průběhu kosmického času zmenšují (covarying coupling constants, CCC), a to, že světlo při cestě na velkou vzdálenost ztrácí energii (tired light, TL, „unavené světlo“).
Poznámka PH: Tady asi každého napadne, že konstantu lze definovat vždy různě, třeba jako převrácenou hodnotu. Takže „zmenšování všech konstant“ je trochu nejasné, mohou se tím myslet konstanty v rocnicích silových interakcích, ale i bezrozměrné veličiny. Ale to bude technický detail, to nějak příslušná studie (téměř) jistě řeší, aby chápání konstant bylo nějak konzistentní.
Průvodní tisková zpráva každopádně tvrdí, že podle teorie v čase klesá „intenzita sil“ a světlo na velkých vzdálenostech ztrácí energii. Příslušný model se má shodovat s několika pozorováními, například o tom, jak jsou galaxie rozloženy a jak se vyvíjelo světlo z raného vesmíru. Nový článek ovšem, jak už bylo řečeno, dále předpokládá stáří vesmíru 26,7 miliard let, čili i raným vesmírem se může myslet něco trochu jiného (řekněme, že je to prostě něco, kam nejdále dohlédneme?).
„Ve standardní kosmologii se říká, že zrychlené rozpínání vesmíru je způsobeno temnou energií, ale ve skutečnosti je způsobeno slábnutím přírodních sil při rozpínání, nikoliv temnou energií,“ je citován Rajendra Gupta.
PH: Zde je to tedy ještě víc matoucí, protože se tedy máme obejít i bez temné energie… V abstraktu původního článku se každopádně uvádí, že namísto kosmologické konstanty (cca „temné energie“) se právě použije covarying coupling constants, nějaká míra poklesu konstant (silových interakcí). I když jaký je rozdíl mezi tím, že „existuje“ temná energie, a tím, že slábnou konstanty interakcí…? (asi že tedy slábne třeba i konstanta určující elektromagnetickou sílu, zatímco samotná temná energie se zavádí jen ve vztahu k rozpínání vesmíru/gravitaci??) To nechť si zájemci dohledají dále, článek je k dispozici on-line…
Rajendra P. Gupta, Testing CCC+TL Cosmology with Observed Baryon Acoustic Oscillation Features, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad1bc6
Zdroj: University of Ottawa / Phys.org
mi se libi vic jakakoliv teorie co se obejde bez temne hmoty/energie.
nejvic se mi stejne libi modifikovana gravitace.
Mne dakedy davno skrsla taka myslienka (v myslydle), ze ci to rozpinanie nie je len take zdanlive. Ze ci to nie je tym, ze vsetko v priestore sa zmensuje. Tak sa ti aj meter zmensuje a tebe sa zda, ze sa veci od seba vzdaluju. Cim dalej tym rychlejsie,
Ale to su len take bujne fantazie fyzika amatera, nicim nepodlozene, vhodne len tak na dlhe filozoficke vecery.
Problém je, že to, jestli jsou tyto základní konstanty konstantní, se samozřejmě už desetiletí ověřuje. A podle výsledků měření jsou mnohem konstatnější, než jak to potřebuje tato teorie. A proč se tedy žádné změny těchto konstant nedaří změnit, to tato teorie nevysvětluje.
Je to tak, rozpínáním našeho vesmíru se ředí časorotor a tak se zpomaluje rychlost běhu času, což způsobuje rudý posuv, ale zároveň se zvětšují všechny délky a tak rychlost světla zůstává konstantní (a tak konstanty založené na rychlosti světla zůstávají konstantní). A tak časoprostorové transformace je potřeba provádět vždy, ale markantní jsou jen při vzdálených měření (galaxie) – což se nahrazuje temnou hmotou a temnou energií, nebo naopak v mikrosvětě – což se nahrazuje kvantovou mechanikou.
Myšlenky od Ph.D. R. Gupta jsou odvážné a líbí se mi. Protože zpochybnit něco tak zaběhlého jako stáří vesmíru a neměnnost konstant si žádá myšlení „out of box“. Musím říct, že asi od 2018 se začínám odklánět od víry v existenci temné hmoty a temné energie zásluhou přednášek P.Kroupy, novým objevům JWST galaxií v raném vesmíru do 500 milionů let a teď i Guptova modelu CCC+TL. Problém je hluboký, sahá až k E.Hubbleovi a Zwickymu, před zhruba 100 lety… Níže je souhrn toho co jsem se dočetl, zkusím být nezaujatý:
E.Hubble objevil (mimo jiné) zhruba lineární závislost mezi rudým posuvem galaxií a jejich vzdáleností. To je Hubbleův zákon. Dočetl jsem se, že povahou byl Hubble sebe prosazující, přivlastnil si i objevy kolegů astronomů a proto nebyl oblíbený.
F.Zwicky byl velmi nápaditý. Navrhl okolo roku 1933 dvě vysvětlení rudého posuvu: 1) rozpínání vesmíru a temnou hmotu. 2) unavené světlo (TL, tired light), hypotézu, že světlo ztrácí energii průletem vesmírným prostředím obrovských rozměrů. V té době ani nebyla objevena neutrina nebo velký počet hnědých trpaslíků v kosmu. Neznám důvody, proč se ve vědecké obci ujalo první vysvětlení. Možná z části tím, že ještě nebyla objevena neutrina nebo vysoká četnost hnědých trpaslíků v kosmu. Zkrátka od té doby tu máme temnou hmotu.
Okolo roku 1998 i zrychlená expance vesmíru, tedy nenulovou kosmologickou konstantu. Nový model lambdaCDM (cold dark matter) byl nejjednoduším vysvětlením do té doby všech známých jevů, od reliktní záření po zrychlenou expnzi vesmíru. Zdá se, že máme vyhráno. Jen potřebujeme detekovat temnou hmotu a temnou energii kterých je mnohem víc než nám známé hmoty a energie. Tento model taky předpokládá univerzální platnost teorie relativity, respektivě zjednodušujícího Schwartschildova řešení a FLRW metriky v měřítkách kosmických rozměrů libovolně velkých. Platnost se na takových škálách nikdy netestovala.
Pak se přemýšlelo i nad použitím MOND (modifikované newtonovské dynamiky) místo relativity s FLRW metrikou.
Pak se pozorovalo kolísání jasu supernov Ia, nebo tak něco. Zkrátka variace v rychlosti rozpínání, které jsou mimo lambdaCMD model. Vysvětlením tohoto pozorování může být modifikovaná FLRW metrika (aby se zachovalo použití modelu vesmíru s temnou energií).
Nové pozorování JWST (zhruba od 2022) je plné galaxií z ranného stáří vesmíru (pod 500 milionů let). Podle modelu lambdaCDM by neměli existovat. Četl jsem o vysvětlení, že jde o hvězdy (či mlhoviny, nevím) vzniklé z anihilace temné hmoty s antihmotou. Toto se mi zdá z pohledu logiky šílené. Zatím nemáme dokázanou existenci temné hmoty, ani nevíme z jakých částic (makro či mikro) se temná hmota skládá a už se objeví vysvětlení používající něco jako existenci antičástic temné hmoty. Šílenost. Proč?
Protože druhé možné vysvětlení je taky šílené: stáří vesmíru je jiné než 13-14 miliard let a/nebo vesmír si v průběhu života trochu mění fyzikální zákony (variace konstant). A tím se dostávám k modelu CCC+TL od R.Gupta. Tento model byl testován na zvukových osvilacích baryonů (BAO) a vyšel mnohem lépe v souladu s pozorováním než model lambdaCDM.
Přeju modelu CCC+TL aby prošel i testy na pozorované reliktní záření, big bang apod. Ať tak či onak, ZÁVĚR vypadá jasně:
– Pokud je temná hmota řešením problémů s dynamikou galaxií, přináší dle nových přesnějších měření víc otázek než odpovědí. Plus, částice temné hmoty bychom musely „uměle“ přidat do standardního modelu částic (nebo jeho současně používané obdoby).
– Řešení s temnou energie je založeno na interpretaci, že rudý posuv je způsoben rozpínáním vesmíru. Druhou (stejně dobrou) možností je únava světla ať už vlivem proměnlivých konstant nebo nějakým snižováním energie fotonů průletem prostředím třeba s neutriny (diskutabilní interakce neutrina-fotony nebo gravitační ovlivnění fotonů obrovskými vesmírnými prázdnotami vyplněných jen neutriny).
– Teleskop JWST pomůže rozhodnout, zda temná hmota a temná energie existují či nikoliv (ačkoliv to byl úkol spíš pro teleskop Euclid).
– Model lambdaCDM s FLRW metrikou nebo modifikovanou FLRW metrikou je (dle pozorování JWST a dalších, viz Pavel Kroupa) dále neudržitelný.
PS: narodil jsem se v době, kdy bylo na zemi 5,5 miliard lidí a měli jsme 9 planet sluneční soustavy a stáří vesmíru 13,8 miliard let, jsou 4 dimenze časoprostoru, Ameriku objevil Kolumbus, Velká Fermatova věta je záhadou. Dnes je 8 miliard lidí, 8 planet ve sluneční soustavě, Ameriku objevili vikingové, možné svinuté dimenze vesmíru, Velká Fermatova věta dokázána, internet a neuronové sítě atd. a taky jsem se s tím naučil žít. Naučím se žít i s tím že vesmír je starý 26,7 miliard let a má proměnlivé kosmologické konstanty. 🙂
Štěpáne, díky za zajímavý komentář!
John.z:
Jenze to, co se meri, nejsou veliciny zavisle jen na rychosti svetla, ale na ruznych kombinacich rychlosti svetla, elementarniho naboje, Boltzmanovy konstanty a Planckovy konstanty. A neexistuje zpusob, jak tyto dalsi konstanty menit pri zmene rychosti svetla tak, aby vsechny jejich merene kombinace byly konstantni. Neboli pokud se meni tyto konstanty, tak se musi soucasne spojite menit fyzikalni zakony, aby merene hodnoty byly konstantni. A pak mate problem vysvetlit nejen, proc je priroda tak zakerna, ze merene hodnoty jsou konstantni i kdyz se jeji zakony meni, ale i proc prave ted mame tak specialni stav, ze treba F = m * a a ne treba m^0,83 * a^1,05.