A neutroncsillagok az űridő hullámaiban sikoltoznak, amikor meghalnak, és a csillagászok olyan tervet vázoltak fel, hogy gravitációs agóciájukkal felhasználják a világegyetem történetének felkutatására. Csatlakozzon hozzánk, miközben megvizsgáljuk, hogyan lehet fájdalmaikat kozmológiai haszonra fordítani.
A kozmológusok megszállottja a normáknak. Ennek a megszállottságnak az az oka, hogy fárasztó kísérletükkel mérik meg az univerzum szélsőséges távolságát. Nézzen meg egy véletlenszerű csillagot vagy galaxist. Meddig van? Közelebb vagy távolabb van, mint egy mellette lévő csillag vagy galaxis? Mi lenne, ha az egyik világosabb vagy halványabb, mint a másik?
Ez elég reménytelen helyzet, kivéve, ha a kozmoszt szétszórják a szokásos dolgok - ismert tulajdonságokkal rendelkező objektumok. Képzelje el, ha 100 wattos izzók vagy mérőpálcák elengedték az univerzumot. Ha látnánk azokat a villanykörteket vagy mérőpálcákat, összehasonlíthatnánk hogyanránk néznek ránk, itt a Földön, és mitudni úgy néznek ki, mint közeli és személyes. Ha látunk egy villanykörtét az univerzumban, és tudjuk, hogy annak fényerejével kell megegyeznie, mint egy szokásos 100 wattos izzónak, akkor megtehetünk néhány trigonometriát, hogy kitaláljuk az adott izzó távolságát. Ugyanez vonatkozik a botra: ha látunk egy véletlenszerű botot, amely körül lebeg, és tudjuk, hogy az állítólag pontosan egy méter hosszú, akkor összehasonlíthatjuk annak hosszát a látómezőn, és meghatározzuk a távolságot.
Természetesen a villanykörték és a mérőpálcák zavaró kozmológiai szondákat tesznek szükségessé, mert homályosak és kicsik. A komoly munkához fényes, nagy dolgokra és közönséges dolgokra van szükségünk. És ezekből a szabványokból nagyon kevés van az univerzumban: Az 1a típusú szupernóva „standard gyertyákként” és a barion akusztikus oszcillációkként szolgál (a korai világegyetemből fennmaradó galaxisok eloszlásába sütött maradvány és egy másik cikk tárgya) egy „standard vonalzó”.
De nemcsak a gyertyákra és a botokra lesz szükségünk, hogy kiszabadítsunk minket a jelenlegi kozmológiai összetettségből, amelyben találjuk magunkat.
Bővülő univerzumban élünk. A galaxisok minden nap távolabb kerülnek egymástól (átlagosan még mindig lehetnek „kis léptékű” ütközések és csoportosulások). És világegyetemünk terjeszkedési üteme megváltozott a kozmikus történelem elmúlt 13,8 milliárd éve alatt. Az univerzum sokféle karakterből áll: sugárzás, csillagok, gáz, furcsa dolgok, például neutrinók, furcsább dolgok, mint a sötét anyag, és furcsabb dolgok, mint a sötét energia. Amint ezek a komponensek bekapcsolnak, kikapcsolnak, uralkodni kezdenek, vagy megszűnnek, az univerzum tágulási sebessége viszont eltolódik.
Visszatekintve a régi jó időkben, az anyag az univerzum főnöke volt. Tehát a világegyetem kibővülésével ez a terjeszkedés lelassult az anyag folyamatos gravitációs vontatásával. De akkor az ügy túlságosan elterjedt, túl vékony és túl gyenge a kozmosz irányításához.
Körülbelül öt milliárd évvel ezelőtt a sötét energia átvette az irányítást, megfordítva az univerzum tágulásának enyhe lassulását, és a sziromot a fémre szorítva, és az univerzum tágulásának nemcsak folytatódnia, hanem felgyorsulnia is. A sötét energia - bármi is legyen - továbbra is a kozmosz baljós uralmát tartja napjainkig.
Kritikus fontosságú az univerzum terjedési sebességének méréseépp most - mivel a tágulási arány az univerzum tartalmához kapcsolódik, a tágulási sebesség mérése ma megmondja nekünk, hogy kik a legfontosabb kozmológiai szereplők és relatív jelentőségük. A Hubble-állandóként ismert mai kiterjedési sebességét sokféle módon megmérhetjük, például botokkal és gyertyákkal.
És itt meglepő feszültség rejlik. A Hubble-állandó mérése a közeli világegyetemből olyan dolgok felhasználásával, mint a szupernóva, megad egy adott értéket. A korai világegyetem kozmikus mikrohullámú háttérrel történő mérése ugyanakkor a mai Hubble-állandó korlátozásaihoz is vezet, és ezek a mérések nem teljesen megegyeznek egymással.
Ragacsos probléma: ugyanazon szám mérésének két független módszere eltérő eredményeket eredményez. Jelentheti a vadonatúj fizika jeleit vagy csak a rosszul megértett megfigyeléseket. De bármi legyen is az, miközben egyes kozmológusok ezt a helyzetet kihívásnak tekintik, mások lehetőségnek tekintik. Több mérésre van szükség, különösképp azok, amelyek teljesen függetlenek a meglévőktől. Rendelkezünk szabványos vonalzókkal és szabványos gyertyákkal, szóval mi lenne a… sziréna.
Persze miért ne.
A két neutroncsillag ütközésének utolsó pillanatától robbant kakofon gravitációs hullámok lédús kozmológiai információkat hordoznak. Mivel nagyon jól megértjük a fizikájukat, megvizsgálhatjuk a gravitációs hullámok rendkívül pontos szerkezetét, hogy megtudjuk, mennyire hangosan (gravitációban, nem hangban, de csak a metaforával kell görgetnünk) üvöltötték, amikor összecsaptak. . Akkor összehasonlíthatjuk azzal, hogy mennyire hangosak a földön, és voila: távolság.
Ez a technika már megmutatta a Hubble-állandó (viszonylag durva) mérését az egyedüli megfigyelt neutroncsillagokból.
De ez nem lehet az utolsó neutroncsillag halálos sikoly. Az elkövetkező években (remélem?) Számítunk arra, hogy még több tucatot elkapnak. És minden ütközés esetén megbízható távolságot tudunk meghatározni a tüzes eseménytől és megmérhetjük az univerzum terjedési történetét neutronió végzettsége óta, egy teljesen más útvonalat biztosítva a Hubble-állandó értékének feltárására.
A Chicagói Egyetem kozmológusai azt jósolták, hogy öt éven belül a standard szirénák technikája biztosítja a meglévő módszerekkel versenyképes méréseket. A XXI. Század nagy kozmológiai vitáján azonban továbbra is felmerül a kérdés: a szabványos szirénák lesznek a döntő tényező, vagy csak elmélyítik a rejtélyt?
Bővebben: „2% Hubble állandó mérés a szirénákból 5 éven belül”
