นักวิทยาศาสตร์กำลังดูข้อมูล ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ใหญ่ที่สุด ครั้งที่ 3 ได้วัดอัตราการขยายตัวของเอกภพเมื่อ 10.8 พันล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงเวลาก่อนที่จะเกิดการขยายตัวอย่างเร่งที่เกิดจากความมืด พลังงาน. การวัดยังเป็นการวัดอัตราการขยายตัวสากลที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยมีความไม่แน่นอนเพียง 2% ผลลัพธ์ได้รับการประกาศในงานแถลงข่าวใน การประชุมเดือนเมษายน ในวันจันทร์
ในเวลาเดียวกัน
กับที่มีการโพสต์ผลลัพธ์บนเซิร์ฟเวอร์ อัตราการขยายตัวสากลมีการเปลี่ยนแปลงตลอดอายุขัยของเอกภพ เชื่อกันว่าจะค่อยๆ ชะลอตัวลงหลังจากบิกแบง แต่เริ่มเร่งตัวขึ้นอย่างลึกลับอีกครั้งเมื่อประมาณ 7 พันล้านปีก่อน ก่อนหน้านี้ และหอสังเกตการณ์อื่น ๆ ได้วัดอัตราการขยายตัวย้อนหลังไปถึง 6 พันล้านปี
ในการวัดระยะทางทางดาราศาสตร์ บางครั้งนักดาราศาสตร์จะใช้สิ่งที่เรียกว่า “เทียนมาตรฐาน” ซึ่งเป็นซูเปอร์โนวาที่มีความส่องสว่างที่ทราบ ความแตกต่างระหว่างความส่องสว่างที่ทราบและความส่องสว่างปรากฏบ่งชี้ระยะทางของซุปเปอร์โนวา ผลลัพธ์ของ BOSS วัดปัจจัยการขยายตัวของเอกภพโดยใช้
“ไม้บรรทัดมาตรฐาน” ซึ่งเป็นระยะห่างที่ทราบระหว่างวัตถุท้องฟ้า อัตราการขยายตัวสามารถอนุมานได้เมื่อระยะทางที่ทราบระหว่างวัตถุสองชิ้นถูกเปรียบเทียบกับระยะทางปรากฏของวัตถุทั้งสองและแต่ละระยะการเลื่อนสีแดง (ระดับที่แสงจากวัตถุเหล่านั้นยืดออกเนื่องจากการขยายตัวของเอกภพ)
“ไม้บรรทัดมาตรฐาน” ในกรณีนี้คือร่องรอยที่เหลือจากคลื่นเสียงในเอกภพในยุคแรกเริ่ม หรือที่เรียกว่า คลื่นเสียงเหล่านี้จากเอกภพยุคแรกน่าจะสร้างพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงและต่ำในสสารปกติที่มีระยะห่างอย่างสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์มองเห็นกาแลคซีหลายคู่ที่อยู่ห่างกัน
ประมาณ 450 ล้านปีแสง ซึ่งเป็นความยาวเท่ากับความยาวของไม้บรรทัด การทดลองดูที่ระยะห่างระหว่างควอซาร์และวงแหวนของก๊าซที่อยู่ใกล้เคียง เควซาร์ – กาแลคซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ใจกลาง – เป็นวัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาลอันเป็นผลมาจากการแผ่รังสีจากวัสดุจำนวนมหาศาล
ที่ตกลงไป
ในหลุมดำ เนื่องจากควอซาร์ก่อตัวขึ้นในบริเวณที่มีก๊าซและฝุ่นหนาแน่นเป็นพิเศษ รอยประทับจึงแข็งแกร่ง: มันปรากฏเป็นวงแหวนของก๊าซซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางของควอซาร์ประมาณ 450 ล้านปีแสง
และหนึ่งในผู้เขียนรายงานฉบับใหม่กล่าวว่า “ขนาดของวงแหวนนั้นคือการสั่นแบบอะคูสติก
อย่างแท้จริง…และนั่นคือสิ่งที่เราพยายามจะวัด” ควอซาร์ไม่เพียงสร้างรอยประทับของ BAO เท่านั้น แต่ยังเป็นวัตถุที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในระยะที่ไกลจากพื้นโลกอีกด้วย แม้แต่ซูเปอร์โนวาหรือดาราจักรทั้งหมด (ของประเภทที่ไม่ใช่ควอซาร์) ก็แทบมองไม่เห็นที่ระยะห่าง 10.8 พันล้านปีแสงจากโลก
ศึกษาควาซาร์มากกว่า 164,000 แห่งเพื่อทำการวัด ซึ่งกำลังทำวิจัยเกี่ยวกับข้อมูล แต่ไม่ได้เป็นผู้ประพันธ์ในรายงานฉบับใหม่นี้ กล่าวว่า การวัดอัตราการขยายตัวของเอกภพสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ไขปริศนาของพลังงานมืดได้ “เราเรียกมันว่าพลังงานมืด แต่จริงๆ แล้ว ณ จุดนี้
เราไม่รู้ว่าจะอธิบายความเร่งนี้อย่างไร” เขาอธิบาย “สำหรับฉันแล้ว ดูเหมือนว่าเป็นไปได้ทีเดียวที่มันเกี่ยวข้องกับช่องโหว่พื้นฐานบางอย่างในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับฟิสิกส์” แมคโดนัลด์เปรียบเทียบสถานะของฟิสิกส์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อความไม่สอดคล้องกันในการทดลอง
นอกจากนี้
ตำแหน่งและความกว้างของแถบคลื่นยังขึ้นอยู่กับทิศทางของคลื่น เนื่องจากความแตกต่างของเส้นทางขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบ โฟโทนิกคริสตัลบางชนิดสร้างช่องว่างของแถบสำหรับคลื่นที่แพร่กระจายไปในทิศทางใดก็ได้ ซึ่งเรียกว่าช่องว่างของแถบเสียงแบบสัมบูรณ์หรือแบบสมบูรณ์ วัสดุอื่นๆ มีช่องว่างแถบ
ความถี่บางส่วนที่หยุดคลื่นที่เคลื่อนที่ในบางทิศทางเท่านั้น มองเห็นได้ง่ายว่าคริสตัล 1 มิติไม่มีช่องว่างของแถบแน่นอน เนื่องจากคุณสมบัติทางกลของมันเปลี่ยนแปลงในทิศทางเดียวเท่านั้น: คลื่นที่เคลื่อนที่เป็นมุมฉากไปยังทิศทางนี้จะไม่ถูกสะท้อน ดังนั้นจึงไม่มีช่องว่างของแถบในทิศทางนี้ .
ช่องว่างของวงสมมาตรและเสียง เราจะออกแบบ ให้มีช่องว่างที่สมบูรณ์ได้อย่างไร? เห็นได้ชัดจากตัวอย่าง 1D ของเราว่าความหนาแน่นและความเร็วเสียงจำเป็นต้องแปรผันในทั้งสามทิศทางของพื้นที่ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างธาตุ 3 มิติจำนวนน้อยมากจะสร้างช่องว่างแถบเสียงที่สมบูรณ์
ในความเป็นจริง มันยังค่อนข้างยากที่จะระบุโครงสร้างที่มีช่องว่างของแถบความถี่สัมบูรณ์ขนาดใหญ่ สำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีโพลาไรเซชันอิสระ (ตามขวาง) สองโพลาไรเซชันเท่านั้น การมอดูเลตไซน์ของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกตามทิศทางที่กำหนดจะสร้างผลึกโทนิคที่มีช่องว่างสัมบูรณ์
สำหรับโครงตาข่ายที่มีความสมมาตรสูงที่แตกต่างกันสามแบบ ได้แก่ ลูกบาศก์ธรรมดา ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางลำตัว และลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า โครงสร้างเพชรซึ่งเป็นลูกบาศก์ที่มีหน้าปัดอยู่ตรงกลาง มีช่องว่างแถบโฟโตนิกแชมป์เปี้ยน นั่นคือช่องว่างแถบที่ใหญ่ที่สุดสำหรับค่าคงที่
ไดอิเล็กตริกที่กำหนด คลื่นกลสามารถมีส่วนประกอบทั้งตามยาวและตามขวางในของแข็ง แม้ว่าจะอนุญาตให้ใช้คลื่นตามยาวในของไหลเท่านั้น ดังนั้น หากเราต้องการสร้างช่องว่างแถบเสียงที่สมบูรณ์ เราต้องออกแบบโครงสร้างที่มีช่องว่างแถบความถี่สำหรับทั้งคลื่นตามยาวและตามขวาง
ในย่านความถี่เดียวกัน สิ่งนี้อาจยากกว่าการออกแบบโครงสร้างสำหรับผลึกโทนิค เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีโหมดตามขวางเท่านั้น การค้นหาโครงสร้างที่มีช่องว่างย่านเสียงที่สมบูรณ์เริ่มขึ้นในปี 1992 ด้วยผลงานเชิงทฤษฎีขณะที่ทั้งคู่อยู่ ในสหรัฐอเมริกา พวกเขาแสดงให้เห็นว่าโครงสร้าง
