Ända sedan Galileo riktade sitt teleskop mot Jupiter och såg månar i omloppsbana runt planeten, började vi inse att vi inte upptar en central, viktig plats i universum. 2013 visade en studie att vi kanske är längre ute i boondocks än vi föreställde oss. Nu bekräftar en ny studie det: vi lever i ett tomrum i filamentstrukturen i universum, ett tomrum som är större än vi trodde.
2013 visade en studie av astronomen Amy Barger från University of Wisconsin – Madison och hennes student Ryan Keenan att vår Vintergalax ligger i ett stort tomrum i den kosmiska strukturen. Tomrummet innehåller mycket färre galaxer, stjärnor och planeter än vi trodde. Nu bekräftar en ny studie från University of Wisconsin-studenten Ben Hoscheit det, och samtidigt underlättar en del av spänningen mellan olika mätningar av Hubble Constant.
Tomrummet har ett namn; det kallas KBC-tomrum för Keenan, Barger och University of Hawaiis Lennox Cowie. Med en radie på cirka 1 miljard ljusår är KBC-tomrummet sju gånger större än det genomsnittliga tomrummet, och det är det största tomrummet vi känner till.
Universums storskaliga struktur består av filament och kluster av normal materia åtskilda av tomrum, där det finns mycket lite materia. Det har beskrivits som "schweizisk ostliknande." Själva filamenten består av galaxkluster och superkluster, som själva består av stjärnor, gas, damm och planeter. Att ta reda på att vi lever i ett tomrum är intressant på egen hand, men det är konsekvenserna av Hubbles Constant som är ännu mer intressanta.
Hubbles konstant är den hastighet med vilken föremål flyttas bort från varandra på grund av universums expansion. Dr Brian Cox förklarar det i den här korta videon.
Problemet med Hubble's Constant är att du får ett annat resultat beroende på hur du mäter det. Uppenbarligen är detta ett problem. "Oavsett vilken teknik du använder bör du få samma värde för expansionshastigheten för Space Magazine," förklarar Ben Hoscheit, Wisconsin-studenten som presenterade sin analys av KBC-tomrummet den 6 juni vid ett möte i American Astronomical Society . "Lyckligtvis hjälper det att leva i ett tomrum att lösa denna spänning."
Det finns några sätt att mäta expansionshastigheten för universum, känd som Hubbles konstant. Ett sätt är att använda det som kallas ”standardljus”. Supernovaer används som standardljus eftersom deras ljusstyrka är så väl förstått. Genom att mäta deras ljusstyrka kan vi bestämma hur långt borta galaxen de bor i är.
Ett annat sätt är att mäta CMB, den kosmiska mikrovågsugnbakgrunden. CMB är den överblivna energimarknaden från Big Bang, och genom att studera den berättar vi om tillståndet för expansion i universum.
De två metoderna kan jämföras. Standardljusmetoden mäter mer lokala avstånd, medan CMB-metoden mäter storskaliga avstånd. Så hur hjälper det att leva i ett tomrum att lösa de två?
Mätningar inifrån ett tomrum kommer att påverkas av den mycket större mängden materia utanför tomrummet. Tyngdkraftsdraget för allt det materia kommer att påverka mätningarna som gjorts med standardljusmetoden. Men samma sak, och dess tyngdkraft, kommer inte att ha någon effekt på CMB-mätmetoden.
"Man vill alltid hitta konsistens, annars är det ett problem någonstans som måste lösas." - Amy Barger, University of Hawaii, Institutionen för fysik och astronomi
Hoscheits nya analys, enligt Barger, författaren till 2013-studien, visar att Keenans första uppskattningar av KBC-tomrummet, som är formad som en sfär med ett skal med ökande tjocklek bestående av galaxer, stjärnor och andra ämnen, inte styrs ut genom andra observationsbegränsningar.
"Det är ofta svårt att hitta konsekventa lösningar mellan många olika observationer," säger Barger, en observationskosmolog som också har en anställd doktorandanställning vid University of Hawaiis Department of Physics and Astronomy. ”Det som Ben har visat är att densitetsprofilen som Keenan mätte överensstämmer med kosmologiska observerbara. Man vill alltid hitta konsistens, annars är det ett problem någonstans som måste lösas. ”
