Mennyire gyorsan terjed az univerzum? Ez egy olyan kérdés, amelyet a csillagászok nem tudtak pontosan megválaszolni. Nevük van az univerzum terjedési sebességének: a Hubble-állandó vagy a Hubble-törvény. De a mérések folyamatosan különböző értékekkel állnak elő, és a csillagászok évtizedek óta előre-vissza vitatják ezt a kérdést.
A Hubble-állandó mérésének alapvető gondolata a távoli fényforrások áttekintése, általában egy szupernóva vagy változó csillag típusa, amelyet „szabványos gyertyának” nevezünk, és fényük vöröseltolódásának mérése. De függetlenül attól, hogy a csillagászok hogyan csinálják, nem tudnak megegyező értéket találni, csak egy értéktartományt. A kvazárokat és a gravitációs lencséket bevonó új tanulmány segíthet a probléma megoldásában.
Az a világegyetem bővülése nem kérdéses. Körülbelül 100 éve tudjuk ezt. A távoli galaxisok fénye vöröselt eltolódik, amikor távol állnak tőlünk, és hogy megmérjük, hogy a vöröseltolódás más értékeket produkált az univerzális terjeszkedéshez.
"A Hubble állandó rögzíti az univerzum fizikai méretét."
Simon Birrer, az UCLA posztdoktori tudósítója és a tanulmány vezető szerzője.
A tágulási sebességet kilométer / másodperc / Megaparsec-ben mérik, (km / s) / Mpc-ként írva. Tehát például valami, amely 10 (km / s) / Mpc sebességgel növekszik, azt jelenti, hogy az űrben két pont, egymástól 1 megapars-os távolságra (3,26 millió fényévnek felel meg) egymástól 10 kilométeres sebességgel repül egymástól. második.
Amikor először fedezték fel az 1920-as években, a tágulási sebesség 625 kps / Mpc volt. Az 1950-es évektől kezdve azonban a jobb kutatás 100 kps / mpc-nál kevesebbnek tartotta. Az elmúlt néhány évtizedben több tanulmány mérte a tágulási sebességet, és körülbelül 67-77 kps / Mpc sebességgel jött létre.
De a tudomány nem fogad el válogatott választ olyan dolgokra vonatkozóan, amelyeknek egyetlen értékkel kell rendelkezniük. Nem lenne tudomány, ha igen. Tehát a tudósok folyamatosan kipróbálják a Hubble-állandó állandó mérésének különféle módjait, hogy meg tudják-e adni helyesen, mert a Hubble-állandó nem csupán az univerzum tágulásának mérése.
„A Hubble állandó rögzíti az univerzum fizikai méretét” - mondta Simon Birrer, az UCLA posztdoktori tudósítója és a tanulmány vezető szerzője. A Hubble-állandó pontos értékének hiányában a csillagászok nem tudják pontosan meghatározni a távoli galaxisok méretét, a világegyetem korszakát vagy a kozmosz tágulási történetét. Tehát helyes javítás nagy ügy.
A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítéseiben közzétett új tanulmány új módszerrel próbálkozik a Hubble-állandó megmérésére. A kutatást az UCLA csillagászok egy csoportja vezeti, és olyan távoli kvazárokra támaszkodik, amelyek fénye gravitációs lencsén megy keresztül, még mielőtt a Földre eljutna.
A kvazárok rendkívül fényes tárgyak. Aktív galaktikus magoknak is nevezik őket, mert úgy gondolják, hogy azokat a galaxisok központjában levő szupermasszív fekete lyukak okozzák. Az általuk kibocsátott elektromágneses sugárzást a fekete lyuk körüli örvénylő akkumulátor okozza. Ahogy a lyuk körüli anyagtárcsa felgyorsul, óriási energiát bocsát ki.
Mivel a kvazárok annyira ragyogóak, hatalmas távolságra láthatók. Ez nemcsak érdekes tárgyakká teszi őket, hanem markerként is szolgálhat a Hubble törvényének tanulmányozásához.
A gravitációs lencsék akkor fordulnak elő, amikor egy rendkívül távoli tárgy fényforrása, kvazárok ebben a tanulmányban, egy közbeiktató galaxisba találkozik, mielőtt a Földön megfigyelőkhöz jutna. A galaxis szélsőséges tömege elegendő ahhoz, hogy meghajtsa a fényt, hasonlóan az üveglencséhez. Az eredmény egyfajta „tükrök háza” hatás. Az alábbi kép megmutatja, hogy néz ki. A gravitációs lencse felfedezése a legszorosabban kapcsolódik Einsteinhez, bár csak 1979-ben figyelték meg.
Ez a tanulmány a kettős kvazárokra összpontosított. A kettős kvazár, amelyet néha iker kvazárnak is neveznek, nem két egymáshoz közeli kvazár, hanem inkább a gravitációs lencse hatása. Kettős kvazárral a fényük egy közbeiktatott galaxis körül lenne átvillanva, mielőtt eljutnának a Földre, és két képet alkotnak a kvazárról. Egyetlen korábbi tanulmány sem használta fel őket az Univerzum terjedési sebességének meghatározására.
Mivel a kvazár fénye a beavatkozó galaxis körül van hajlítva, és ugyanazon kvazár két képét hozza létre, ez egyedülálló megfigyelési lehetőséget teremt. A kvazár különálló képeit létrehozó fény az egyes képekhez különböző utat hajt meg. Mivel a kvazár fénye ingadozik, a két kép villogása között van egy késés.
A villogások közötti késleltetés mérésével és a beavatkozó galaxis tömegének megismerésével a csapat kiszámította a távolságot a Föld, a lencse-galaxis és a kvazár között. A kvazár és a galaxis vöröseltolódásának ismerete lehetővé tette a tudósoknak, hogy becsüljék meg, hogy az univerzum milyen gyorsan bővül.
Ez a tanulmány az SDSS J1206 + 4332 néven ismert kettős kvazárra összpontosított, valamint a Hubble Űrtávcső, a Gemini és a W.M. adataira támaszkodott. Keck obszervatóriumok, valamint a gravitációs lencsék kozmológiai megfigyelése vagy a COSMOGRAIL hálózat. A csapat évekig töltött képeket készített a kettős kvazárról, ami nagyon pontos méréseket adott a villogások közötti késleltetésről. Más adatokkal kombinálva, ez a csillagászoknak a Hubble-állandó egyik legjobb mérését eredményezte.
"Ennek a mérésnek a szépsége az, hogy kiválóan kiegészíti és másoktól független" - mondta Tommasso Treu, az UCLA fizika és csillagászat professzora és a cikk vezető szerzője.
Szóval, milyen gyorsan bővül?
„… Az univerzum egy kicsit bonyolultabb.
Tommasso Treu, az UCLA fizika és csillagászat professzora.
A csapat a Hubble-állandó értékének 72,5 kilométer / másodperc / megaparsec értékét adta ki. Ez összhangba hozza más mérésekkel, amelyeknél a távoli szupernóvákat szokásos gyertyákként használták a Hubble-állandó mérésére. De ez körülbelül 7% -kal magasabb, mint azok a mérések, amelyek a kozmikus mikrohullámú háttérre támaszkodnak annak mérésére.
Ez még nem ért véget a Hubble törvényéről szóló vitának. A mérési módszerek között továbbra is fennmaradó különbség van. Mit jelent? "Ha valódi különbség van ezen értékek között, ez azt jelenti, hogy a világegyetem egy kicsit bonyolultabb" - mondta Treu. Treu azt is mondta, hogy az egyik mérés, vagy akár mind a három helytelen.
A csapat továbbra is alkalmazni fogja kvazárlencsés mérési módszerét. 40 négyszeres kvazárral foglalkoznak, hogy remélhetőleg még pontosabban megmérjék az Univerzum terjedési sebességét.
Forrás:
- Kutatási cikk: H0LiCOW - IX. A kétszer ábrázolt SDSS 1206 + 4332 kvazár kozmográfiai elemzése és a Hubble állandó új mérése
- UCLA sajtóközlemény: A kettős látása segíthet rendezni a vitát arról, hogy az univerzum milyen gyorsan bővül
- H0LiCOW
- Wikipedia bejegyzés: A Hubble törvénye
