Čo je Hubbleov konštantný?


Hubbleova konštanta je jednotka, ktorá popisuje, ako rýchlo sa vesmír rozširuje v rôznych vzdialenostiach od určitého bodu v priestore. Je to jeden z kľúčových kameňov nášho chápania evolúcia vesmíru – a vedci sa zapájajú do diskusie o svojej skutočnej hodnote.

Ako bola objavená Hubbleova konštanta

Hubbleova konštanta bola prvýkrát vypočítaná americkým astronómom v 20. rokoch 20. storočia Edwin Hubble, Objavil, že fuzzy, cloudové nebeské objekty boli vzdialené galaxie, ktoré sedeli mimo našej vlastnej Mliečnej dráhy, podľa NASA,

Predtým americký astronóm Henrietta Leavitt ukázal, že špeciálne hviezdy sa volajú Cefeidové premenné, ktorého svietivosť pravidelne stúpa a klesá, má úzku koreláciu medzi obdobím ich variácie a vnútorným jasom. Tým, že Hubble vedel, ako je Cefeid skutočne jasný a aké slabé je jeho svetlo, keď bol videný zo Zeme, bol schopný odvodiť Cepheidovu vzdialenosť.

To, čo Hubble zistil, bolo pozoruhodné. Zdá sa, že všetky galaxie vo vesmíre sa sťahujú z našej planéty. Ďalej, čím ďalej bola galaxia, tým rýchlejšie ustupovala. Toto pozorovanie, ktoré Hubble urobil v roku 1929, sa stalo podľa základu základom toho, čo sa nazýva Hubbleov zákon, ktorý hovorí, že existuje vzťah medzi vzdialenosťou, ktorú objekt vo vesmíre je od nás, a rýchlosťou, akou ustupuje. z Cornell University,

Krajina nie je mimochodom na nejakom privilegovanom mieste v strede vesmíru. Každý pozorovateľ na ktoromkoľvek mieste vo vesmíre uvidí, že nebeské entity sa vzdialia rýchlosťou, ktorá sa zvyšuje so vzdialenosťou.

Hubble sa pomocou svojich údajov pokúsil odhadnúť konštantu, ktorá nesie jeho meno, a prišiel s hodnotou okolo 342 000 mph na milión svetelných rokovalebo 501 kilometrov za sekundu na megaparsec (Mpc) v kozmologických jednotkách. (Megaparsec sa rovná 3,26 milióna svetelných rokov.) Presnejšie moderné techniky vylepšili toto počiatočné meranie a ukázali, že bolo približne desaťkrát príliš vysoké.

Prečo sa Hubbleova konštanta neustále mení

Ale presne koľko Hubbleovho zhasol, zostáva otázkou sporu. V 90. rokoch to astronómovia objavili tak ďaleko supernovy boli slabšie, a preto ďalej, ako sa pôvodne predpokladalo. Toto zistenie naznačovalo, že vesmír sa nielen rozširoval, ale tiež sa zrýchľoval vo svojej expanzii. Výsledok si vyžadoval doplnenie temná energia – záhadná sila, ktorá tlačí všetko vo vesmíre od seba – do cosmologists ' modely vesmíru.

Po tomto prekvapení sa vedci pokúsili obmedziť rýchlosť kozmického zrýchlenia, zistiť, ako sa vesmír začal a vyvíjal, a aký bude jeho konečný osud, Údaje z Cefeidových premenných a iných astrofyzikálnych zdrojov vypočítali Hubbleovu konštantu na 50 400 mph na milión svetelných rokov (73,4 km / s / Mpc). v roku 2016,

Na základe informácií zo satelitu Planck Európskej vesmírnej agentúry sa však odvodilo alternatívne číslo. Kozmická loď strávila posledných 10 rokov meraním kozmické mikrovlnné pozadie – ozvena z Veľký tresk ktorý obsahuje údaje o základných parametroch vesmíru. Planck zistil, že Hubbleova konštanta bola 46 200 mph na milión svetelných rokov (67,4 km / s / Mpc) v roku 2018,

Obrázok Hubbleovho vesmírneho teleskopu ukazuje RS Puppis, jednu z najjasnejších kiahní viditeľných v našej galaxii. Astrofyzici používajú hviezdy ako je tento na výpočet miery expanzie vesmíru. (Snímka: Hubble Space Telescope / NASA)

Tieto dve hodnoty sa nemusia zdať veľmi odlišné. Každá z nich je však mimoriadne presná a medzi chybovými pruhmi sa neprekrývajú. Ak je Cepheidov odhad nesprávny, znamená to, že všetky merania vzdialenosti astronómov boli nesprávne od čias Hubblovho dňa. Ak je druhý odhad nesprávny, potom by sa do fyzikálnych modelov vesmíru musela zaviesť nová a exotická fyzika. Doteraz žiadny tím vedcov, ktorí určili čísla, nebol ochotný pripustiť žiadne väčšie chyby merania.

V júli 2019 astronómovia prišli s novou technikou nový výpočet Hubbleovej konštanty, Vedci študovali svetlo červených obrovských hviezd, ktoré na konci svojho života dosiahli rovnaký maximálny jas. To znamená, že tak ako v prípade Cefeidov, aj astronómovia sa môžu pozerať na to, ako sa zo Zeme objavujú tmavé červené obrie hviezdy a odhadujú ich vzdialenosť. Nová hodnota spočívala medzi dvoma starými – 47 300 km / h na milión svetelných rokov (69,8 km / s / Mpc) – vedci zatiaľ zatiaľ nevyhlásili víťazstvo.

"Chceli sme urobiť tiebreakera," Barry Madore, astronóm z University of Chicago a člen tímu, ktorý vykonal posledné meranie, povedal Live Science, „Ale nehovorilo to, že táto strana alebo táto strana je správna. Hovorilo sa, že je oveľa viac spádových, ako si všetci mysleli predtým.“

Diskusia pokračuje. Niektorí navrhli, že gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferometrom (LIGO), ktoré sa zameriava na vlnky v štruktúre časopriestoru spôsobené vzájomným zrážaním vzdialených neutrónových hviezd, by mohlo poskytnúť ďalší nezávislý dátový bod, Iní sú pri pohľade na gravitačné šošovky, ku ktorému dochádza, keď sa extrémne masívne predmety ohýbajú a deformujú časopriestor ako zväčšovacie sklo, čo umožňuje nahliadnuť do entít ešte ďalej, aby sa tento rozpor odstránil. Momentálne si však nikto nie je úplne istý, kde a kedy sa objaví konečná odpoveď na Hubbleovu konštantu.

Dodatočné zdroje: