大爆炸的声音表明我们的银河系漂浮在虚空中

声波在宇宙中星系的排列中“化石”支持银河系漂浮在太空中的巨大虚空中的理论。

如果是这样的话,我们可能正徘徊在解决宇宙学中最大的问题之一的边缘:哈勃张力,迄今为止无法解决的速率测量值之间的差异宇宙正在扩大.

哈勃张力之所以存在,是因为测量宇宙膨胀速度的方法不同——这种速率称为哈勃常数– 给我们不同的结果。

基于早期宇宙特征的测量,包括宇宙微波背景和重子声学振荡,告诉我们哈勃常数大约是每秒 67 公里/兆秒差距。

基于更接近的事物的测量,例如Ia 型超新星和造父变星,给我们的哈勃常数大约为每兆秒差距每秒 73 公里。

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“解决这种不一致的一个潜在解决方案是,我们的星系靠近一个巨大的局部虚空的中心。”宇宙学家 Indranil Banik 说英国朴茨茅斯大学。

“这会导致物质在重力作用下被拉向空隙中密度更高的外部,导致空隙随着时间的推移变得更加空虚。当虚空正在排空时,物体远离我们的速度会比虚空不存在时更大。因此,这给人一种更快的局部扩张率。

星际空间中的虚空几乎就是它听起来的样子。物质不是完全均匀分布在宇宙中;它倾向于聚集在一起,从而产生密度较高和较低的区域。

重子声学振荡的插图。(加布里埃拉·塞卡拉(Gabriela Secara),周边研究所,CC BY 4.0的)

天体物理学家提出了银河系就在这样的虚空里为了解释哈勃张力,对局部空间的测量表明,我们的星系存在于一个直径约 20 亿光年的气泡中,其密度比平均空间体积低 20%。然而,这种解释远未得到证实。

为了调查局部空隙的可能性,Banik 和他的同事们求助于重子声学振荡或 BAO 的 BAO。

当宇宙只是一个小婴儿,除了晃动等离子体、重力和辐射结合形成压力波,这些压力波可能会在压缩材料中摇晃。

当空间变得过于分散以至于振动无法传播时,压力波仍然保持为宇宙结构的巨大球形排列,其边缘的物质密度更高。

这是Big Bang“,一种被困在宇宙中时间的嗡嗡声,我们可以看到我们称之为 BAO 的环状。因为这些光环以相同的大小冻结——直径约为 10 亿光年——我们几乎可以准确地确定它们应该有多远。

根据研究人员的计算,局部空隙的存在应该以一种应该是可测量的方式扭曲 BAO,特别是因为这种扭曲会在更远的距离上增加。他们仔细重新审视了 BAO 20 年的观察结果,发现这与我们对宇宙学标准模型,与局部 void 调用的失真一致。

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“局部空隙略微扭曲了 BAO 角标度与红移,因为由局部虚空及其引力效应引起的速度略微增加了由于宇宙膨胀而引起的红移,“Banik解释.

“通过考虑过去 20 年所有可用的 BAO 测量数据,我们表明,空隙模型的可能性比无空隙模型的可能性大约是无空隙模型(其参数旨在拟合普朗克卫星拍摄的 CMB 观测数据,即所谓的齐次普朗克宇宙学)的可能性大约一亿倍。”

研究人员表示,他们的空隙模型导致哈勃张力从 3.3 西格玛降低到 1.1 到 1.4 西格玛。这将需要一些严格的测试,但它表明,这个紧迫问题的解决方案至少部分可能在虚无中找到。

该团队计划着手进行这种测试制度,观察局部空间中的物体,看看这些观察结果是否符合局部虚空的概念。

该研究已发表在皇家天文学会月刊,并在2025 年皇家天文学会国家天文学会议.

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