Odwrócona grawitacja? Zrozum siłę „pustki”, która popycha Drogę Mleczną

Nasza Galaktyka jest popychana przez tajemniczą siłę zwaną repulsorem dipolarnym lub repulsorem bipolarnym. Jest to obszar położony w odległości 220 megaparseków (ponad 700 milionów lat świetlnych) od Drogi Mlecznej i pokrywa się z obszarem pustki, w którym nie ma znaczącej liczby galaktyk.

Kiedy myślimy o wszechświecie w dużej skali, być może obraz, który przychodzi nam do głowy przez większość czasu, to obraz scalających się galaktyk lub małej grupy galaktyk. Przykładem jest nasza Droga Mleczna z kilkoma galaktykami satelitarnymi, takimi jak Wielki i Mały Obłok Magellana.

Jednak istnieje wiele innych pobliskich galaktyk, które tworzą naszą Grupę Lokalną, a Droga Mleczna i Andromeda służą jako centrum grawitacyjne dla dziesiątek galaktyk karłowatych. Z kolei Grupa Lokalna jest tylko jedną z wielu grup w supergromadzie Laniakea.

Laniakea („kosmiczne megalopolis”, w którym mieszkamy) ma kilku sąsiadów. Najbliższa z nich to supergromada Shapley, o niewyobrażalnej masie 50 000 000 000 000 000 (50 bilionów bilionów) razy większej niż Słońce.

Ilustracja supergromady Laniakea, struktury zawierającej ponad 100 000 galaktyk reprezentowanych przez pomarańczowe kropki (Zdj .: Playback/Tsaghkyan/Wikimedia Commons)

Dzięki Shapleyowi wszystkie galaktyki, w tym Droga Mleczna, zmierzają w kierunku tego atraktora. Okazuje się, że patrząc na ruch tych megastruktur, astronomowie natknęli się na niedokończoną relację: przyciąganie grawitacyjne Shapleya nie wyjaśnia prędkości naszej Grupy Lokalnej 631 km/s.

Cóż, chociaż Ziemia wydaje się bardzo szybka, poruszając się z prędkością 30 km/s wokół Słońca, ta prędkość jest niczym w porównaniu z dużymi strukturami. Na przykład Układ Słoneczny obraca się wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością 230 km/s, co stanowi wciąż mniej niż połowę prędkości Grupy Lokalnej.

Ale jeśli masa Shapleya nie wystarczy, aby wyjaśnić prędkość Grupy Lokalnej, jakie możemy mieć wyjaśnienie? Kolejna supergromada w tym samym regionie? Cóż, według autorów badania ogłoszonego w 2017 roku, część tego ruchu jest spowodowana regionem przeciwnym do Shapley, odpychającej siły, która nas popycha.

Odwrócona grawitacja?

Gdyby wszystkie regiony były jednakowo gęste, nie byłoby preferencyjnego przyciągania, ale niektóre są supergęste, a inne mniej gęste. Dlatego zdarzają się przypadki takie jak dipol repulsora (Zdjęcie: Playback / ESA / Hubble / NASA / Judy Schmidt)

Może wydawać się kuszące założenie, że ta odpychająca siła jest wynikiem jakiejś egzotycznej materii zdolnej do tworzenia rzeczy takich jak tunele czasoprzestrzenne, ale rzeczywistość jest nieco mniej ekscytująca. Siła odpychająca to po prostu bardzo rozległy obszar galaktycznej próżni, to znaczy, w którym nic nie ma. Pomyśl o tym jak o dziurach w cieście.

Pamiętajmy, że grawitacja nigdy nie jest odpychająca, ponieważ nigdy nie udało nam się znaleźć materii egzotycznej w takich ilościach. Repulsor dwubiegunowy to po prostu brak masy po jednej stronie obszaru, w którym się znajdujemy.

Wyobraź sobie, że mamy taką samą liczbę mas równomiernie rozłożonych we wszystkich miejscach i kierunkach we wszechświecie. Jeśli dodamy dodatkową masę w pewnej odległości w lewo, zostaniemy przyciągnięci w lewo, ponieważ będzie tam większa siła przyciągania grawitacyjnego. A co jeśli usuniemy masę po prawej stronie?

Wynik byłby taki sam: pociągnęlibyśmy w lewo, ponieważ prawa strona nie będzie w stanie ciągnąć naszej macierzystej grupy galaktyk tak mocno, jak lewa strona. A teraz wyobraź sobie, że po prawej stronie usuniemy całą masę rozległego obszaru. Jednocześnie będziemy mieli największą siłę przyciągania z jednej strony i odpychania z drugiej.

Dwuwymiarowy widok supergęstych (czerwonych) i niedostatecznie gęstych (niebieskich/czarnych) regionów wszechświata w pobliżu nas (Zdj .: Playback/Cosmic Flows Project/University of Hawaii)

Naukowcy odkryli, że pustka sąsiadująca z naszą Grupą Lokalną jest odpowiedzialna za przyspieszenie nas w kierunku supergromady Shapley, mniej więcej tak, jakbyśmy byli w kosmicznym hamburgerze. Z jednej strony ciągnie nas grawitacja Shapleya, az drugiej ciągnie nas w tym samym kierunku.

Po odkryciu astronomowie nadali tej pchającej sile nazwę: repulsor dipolowy (lub repulsor bipolarny). Cały ten kompleks, od atraktora Shapleya do repulsora (poprzez naszą Grupę Lokalną), obejmuje prawie 1.700 miliarda lat świetlnych.

W tej pustce nie znaleziono żadnej koncentracji masy, nawet żadnego rodzaju materii negatywnej (która miałaby odwrotny skutek przyciągania grawitacyjnego). Doprowadziło to naukowców do wniosku, że siła odpychania występuje właśnie dlatego, że nie ma masy, która mogłaby wywierać grawitacyjne „przyciąganie”.

Zrozumiałe jest myślenie, że to wszystko brzmi zbyt dziwnie, ale taki był wniosek badaczy kierowanych przez Yehudę Hoffmana w 2017 roku. I wydaje się, że odstraszacz dipolowy nie jest jedyny: wkrótce po opublikowaniu artykułu ci sami naukowcy zidentyfikowali inny odstraszacz siła, odstraszacz zimnych miejsc.

Cóż, ciekawe jest to, że "pęcherzyki" próżni we wszechświecie są bardzo powszechne wśród włókien wielkiej kosmicznej sieci. Oznacza to, że tak jak pauzy w muzyce są ważnym elementem kompozycji, tak „luki” odgrywają ważną rolę w tworzeniu tej struktury.

Źródło: Natura, zaczyna się z hukiem

Tommy'ego Banksa
Chętnie usłyszymy, co myślisz

zostaw odpowiedź

TechnoBreak | Oferty i recenzje
logo
Włącz rejestrację w ustawieniach - ogólne
Koszyk