Hubble tension(허블장력)

"허블 장력"은 우주의 팽창 속도를 정량화하는 허블 상수(H0H_0H0)의 다양한 측정값 간의 불일치를 나타냅니다.

이러한 긴장은 우주론과 우주의 기본 물리학에 대한 우리의 이해에 중요한 영향을 미칩니다.

허블 상수(H0H_0H0)
허블 상수는 우주가 팽창하는 속도입니다.

이는 일반적으로 메가파섹당 초당 킬로미터(km/s/Mpc) 단위로 표시됩니다.

이는 관찰자로부터의 거리가 매 메가파섹(약 326만 광년)에 대해

우주가 H0H_0H0의 속도로 팽창하고 있음을 의미합니다. 초당 킬로미터.

H0H_0H0 측정 방법

초기 우주 측정(우주 마이크로파 배경 - CMB):

플랑크 위성:

우주 마이크로파 배경(CMB) 관측을 사용하여 허블 상수를 측정하는 주요 도구 중 하나는 플랑크 위성입니다.

CMB는 빅뱅의 잔광 복사이며,

상세한 측정을 통해 과학자들은 초기 우주를 모델링하고 허블 상수를 추론할 수 있습니다.

플랑크 데이터에서 얻은 값은 약 67.4±0.567.4\pm 0.5 67.4±0.5km/s/Mpc입니다.

후기 우주 측정(국소 우주 관측):

세페이드 변광성과 초신성: 또 다른 방법은 세페이드 변광성과 Ia형 초신성을 관찰하는 것입니다.

이것들은 고유의 밝기를 잘 이해하여 천문학자들이 거리를 정확하게 계산할 수 있기 때문에 표준 촛불로 사용됩니다.

예를 들어 SH0ES(상태 방정식의 초신성 H0) 팀은 이러한 방법을 사용하여

허블 상수를 약 73.04±1.0473.04 \pm 1.0473.04±1.04km/s/Mpc로 측정했습니다.

불일치
이러한 장력은 초기 우주 측정(CMB)에서 추론된 H0H_0H0 값이

후기 우주 측정(세페이드 변광성 및 초신성)에서 얻은 값보다 상당히 낮기 때문에 발생합니다

. 이 불일치는 약 9%로, 두 측정의 불확실성을 합친 것보다 크며,

이는 우주론에 대한 우리의 이해에 잠재적인 문제가 있음을 나타냅니다.

긴장감에 대한 가능한 설명

체계적인 오류:

측정 오류: 한 가지 가능성은 측정 방법 중 하나 또는 두 가지 모두에 인식되지 않은 체계적 오류가 있다는 것입니다.

여기에는 보정 오류, 표준 양초로 사용되는 천체 물리학 물체에 대한

잘못된 가정 또는 데이터 분석 문제가 포함될 수 있습니다.

새로운 물리학:

표준 모델의 확장:

긴장감은 ΛCDM 모델(Lambda Cold Dark Matter)로 알려진 우리의 현재 우주론 모델이

불완전하다는 것을 암시할 수 있습니다.

다음과 같이 우리가 설명하지 않는 새로운 물리학이 있을 수 있습니다.

초기 암흑 에너지:

초기 우주에서 중요한 형태의 암흑 에너지의 존재는 CMB에서 추론된 H0H_0H0 값을 변경할 수 있습니다.

암흑 물질과 암흑 에너지의 상호 작용:

암흑 물질과 암흑 에너지 간의 상호 작용은 우주의 팽창 속도에 영향을 미칠 수 있습니다.

일반 상대성 이론의 수정:

아인슈타인의 일반 상대성 이론이 변경되거나 확장되면 우주 팽창의 역학에 영향을 미칠 수 있습니다.

새로운 관찰 기술:

중력파:

중성자별 합병으로 인한 중력파 관측은 기존 방법과 별개로 허블 상수를 측정하는 새로운 방법을 제공합니다.

이러한 측정은 아직 초기 단계이지만 중요한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

우주적 변화:

국소적 변동: 지역 우주는 평균 우주를 완벽하게 대표하지 못할 수도 있습니다.

초은하단이나 공극과 같은 대규모 구조는 허블 상수의 국지적 측정에 영향을 미칠 수 있습니다.

시사점
허블 장력의 해결은 우주에 대한 우리의 이해에 심오한 영향을 미칠 수 있습니다.

시스템적인 오류로 인한 것이라면 단순히 측정 기술을 개선할 수도 있습니다.

그러나 그것이 새로운 물리학에 의한 것이라면

우주의 근본적인 특성과 진화에 대한 우리의 이해에 중대한 변화를 가져올 수 있습니다.

결론적으로, 허블 장력은 현대 우주론에서 중요하고 해결되지 않은 문제입니다.

이는 정밀 측정의 중요성과 우주 팽창 및 기본 물리 법칙에 대한 이해에 있어 새로운 발견의 가능성을 강조합니다.

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