Mælkevejen,

En nylig artikel i Nature Astronomy giver en forklaring på, hvorfor vores galakse zoomer gennem universet så hurtigt som den er. Min redaktør bad mig om at opsummere resultaterne. Der var matematik i det papir, jer der. Masser af matematik. Også, papiret nævnte et Wiener -filter, og jeg er ikke helt sikker, men jeg tror, ​​at min redaktør punkede på mig.

Wiener filtrerer til side (det er faktisk et velkendt signalbehandlingsfilter beregnet til at adskille støj fra signal), fundene er fascinerende, men temmelig tætte. Her er hvad du behøver at vide.

Først, universet udvider sig. Det vidste du sikkert allerede. De fleste af de galakser, vi kan se omkring vores egne, bevæger sig væk fra os med en hastighed, der kaldes Hubble -konstanten. Opkaldt efter astronomen Edwin Hubble, denne hastighed er cirka 160 kilometer (100 miles) i sekundet pr. million lysår. Det er universets standardudvidelseshastighed.

Ud over denne standard ekspansionshastighed har du specifikke hastigheder forbundet med forskellige galakser. Dette er på grund af tyngdekraften. Det er den svageste af universets fire grundlæggende kræfter, men på den kosmiske skala har det en stor indflydelse. Tyngdekraften afhænger af masse og afstand. Når massive genstande kommer tættere på hinanden, de udøver et større tyngdekraftstræk på hinanden. Her er en hurtig genopfriskning af de fire kritiske kræfter:

Lige nu, Mælkevejen bevæger sig tættere på midten af ​​en massiv samling af galakser kaldet Laniakea. Det er vores hjemmeklynge. Men her er det mærkelige:Baseret på massen og afstanden fra de involverede parter, vi kan kun tegne noget af vores galakses bevægelse. Noget andet skal tilføjes til denne effekt. Hvad kan det være?

Svaret er tyngdekrafts frastødning, hvilket er lidt forvirrende. Trods alt, tyngdekraften tiltrækker, ret? Så hvordan fungerer dette?

Forestil dig, at du står i midten af ​​et værelse. Dette er universet. Du har en Hula-Hoop omkring dig. Bundet til bøjlen er reb, der strækker sig som eger fra et nav til hver side af rummet. I den anden ende af hvert reb er en person. Folk repræsenterer nabogalakser.

Alle mennesker i rummet er af samme størrelse og har samme styrke, hvilket betyder, at alle galakser, der omgiver dig, har en lige masse og er lige fjernt fra dig. Hver person tager et reb og begynder at trække. Hvad sker der med dig? Du går ingen steder, fordi alle kræfter balancerer hinanden. Hula-Hoop vil blive suspenderet over gulvet, men vil ikke bevæge sig til den ene eller den anden side.

Forestil dig nu, at du på den ene side af rummet udskifter et par af disse mennesker med nogle vægtløftere. De repræsenterer større galakser, som udøver et stærkere tyngdekraftstræk end mindre på grund af deres masse. Alle begynder at trække. Denne gang, du og bøjlen begynder at bevæge sig hen over gulvet mod vægtløfterne. Men folkene på den anden side af rummet trækker stadig i rebene, så du går ikke så hurtigt, som du kunne, hvis der ikke var mennesker på den side af rummet.

Her er den tredje og sidste analogi. Du er i samme rum. Du har tre eller fire vægtløftere på den ene side af rummet, men kun en gennemsnitlig person på den anden side. Nu når tovene trækkes, bevæger du dig meget hurtigere mod vægtløfterne, fordi der er mindre modstand.

Det er tyngdekraften frastødning - den gennemsnitlige størrelse person repræsenterer et underdens område af universet, som ikke kan udøve et stærkt tyngdekraft på noget. Tyngdekraften kan faktisk ikke afvise noget, da det er en attraktiv kraft. Men hvis du har et underdens område af universet, det giver mindre modstand, som på den kosmologiske skala er det samme som frastødning. Det, der virkelig sker, er, at de overdrevne områder udøver et stort set ubestridt tyngdekraftstræk på din galakse.

Det er det, vi ser med Mælkevejen. En overdreven sektion af universet udøver et stærkt tyngdekraftstræk på vores galakse, og der er en underdækket sektion på den modsatte side. Forskere kalder det en dipol repeller.

Det vigtigste at tage væk fra dette er, at denne forklaring pænt tager sig af nogle nagende spørgsmål, forskere har haft om hastigheden af ​​vores galakse, der bevæger sig gennem universet. Den næstvigtigste ting at huske er, at min redaktør fik mig til at gå igennem en masse matematik for at komme hertil.