Το σύμπαν φαίνεται να επεκτείνεται με αυξανόμενο ρυθμό. Μερικοί πιστεύουν ότι οφείλεται στο γεγονός ότι το σύμπαν είναι γεμάτο με μια σκοτεινή ενέργεια που λειτουργεί με τον αντίθετο τρόπο της βαρύτητας. Μια εναλλακτική λύση στην εν λόγω υπόθεση είναι ότι μια τεράστια φούσκα της σχετικά κενό χώρο οκτώ δισεκατομμύρια έτη φωτός περιβάλλει γαλαξιακή γειτονιά μας. Αν ζούσαμε κοντά στο κέντρο αυτού του κενού, οι παρατηρήσεις των γαλαξιών που ωθούνται μακριά από τον άλλον στην επιτάχυνση ταχύτητες θα είναι μια ψευδαίσθηση.
Η υπόθεση αυτή έχει ακυρωθεί, διότι οι αστρονόμοι έχουν εξειδικεύσει την κατανόησή τους για το σημερινό ρυθμό διαστολής του σύμπαντος. Adam Riess της Space Telescope Science Institute (STScI) και το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, MD, επικεφαλής της έρευνας. Οι παρατηρήσεις του Hubble έγιναν από το ΥΠΟΔΗΜΑΤΑ (Supernova Χο για την εξίσωση του Κράτους) της ομάδας που εργάζεται για να βελτιώσετε την ακρίβεια της σταθεράς του Hubble με μια ακρίβεια που επιτρέπει την καλύτερη χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς της σκοτεινής ενέργειας. Οι παρατηρήσεις που βοήθησε να καθορίσει ένα ποσό για τρέχοντα ρυθμό διαστολής του σύμπαντος σε μια αβεβαιότητα μόλις 3,3 τοις εκατό. Η νέα μέτρηση μειώνει το περιθώριο λάθους κατά 30 τοις εκατό σε σχέση με προηγούμενα καλύτερη μέτρηση του Hubble του 2009. αποτελέσματα Riess »εμφανίζονται στη 1 Απριλίου θέμα του The Astrophysical Journal.
Η τιμή του ρυθμού επέκτασης είναι 73,8 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε επιπλέον million parsecs (3.260.000 έτη φωτός), ένας γαλαξίας είναι από τη Γη, ο γαλαξίας φαίνεται να ταξιδεύει 73,8 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο πιο γρήγορα από εμάς.
Κάθε μείωση της αβεβαιότητας του συντελεστή διαστολής του σύμπαντος βοηθά στερεοποιείται κατανόηση των κοσμικών συστατικών του. Γνωρίζοντας την ακριβή τιμή του ποσοστού της διαστολής του σύμπαντος περιορίζει περαιτέρω το εύρος της δύναμης σκοτεινή ενέργεια και βοηθά τους αστρονόμους αυστηρότερους τους εκτιμήσεις άλλων κοσμικών ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένου του σχήματος του σύμπαντος και το ρόστερ του νετρίνο, ή φάντασμα σωματίδια, που γέμισαν το πρώιμο σύμπαν.
«Είμαστε με το νέο κάμερα του Hubble σαν όπλο ραντάρ ένας αστυνομικός για να πιάσει την ταχύτητα σύμπαν" Riess είπε. "Μοιάζει περισσότερο σαν να είναι η σκοτεινή ενέργεια που είναι πατώντας το πεντάλ του γκαζιού."
Σπάζοντας τη φούσκα των
Η σκοτεινή ενέργεια είναι ένα από τα μεγαλύτερα κοσμολογικά μυστήρια της σύγχρονης φυσικής. Ακόμη και ο Άλμπερτ Αϊνστάιν συνέλαβε μια απωστική δύναμη, που ονομάζεται η κοσμολογική σταθερά, που θα ρυθμίζει τη βαρύτητα και να κρατήσει το σύμπαν σταθερό. Εγκατέλειψε την ιδέα όταν ο αστρονόμος Edwin Hubble ανακάλυψε το 1929 ότι το σύμπαν διαστέλλεται. Παρατηρητικά στοιχεία για τη σκοτεινή ενέργεια δεν είχε έρθει μέχρι το 1998, όταν δύο ομάδες ερευνητών (μία με επικεφαλής τον Riess) το ανακάλυψε.
Η ιδέα της σκοτεινής ενέργειας ήταν τόσο τραβηγμένη, πολλοί επιστήμονες άρχισαν να σχεδιάζουν άλλες περίεργες ερμηνείες, συμπεριλαμβανομένου του κοσμοθεωρία φούσκα. Σε αυτή τη θεωρία, η φούσκα χαμηλότερης πυκνότητας θα επεκταθεί ταχύτερα από τις πιο μαζικές σύμπαν γύρω από αυτό. Για έναν παρατηρητή στο εσωτερικό της φούσκας, φαίνεται ότι μια σκοτεινής ενέργειας-όπως ισχύει πίεζε όλο το σύμπαν να διαστέλλεται. Η υπόθεση φούσκα απαιτεί ρυθμό διαστολής του σύμπαντος είναι πολύ πιο αργή από ό, τι οι αστρονόμοι υπολόγισαν, περίπου 60 με 65 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec. Με τη μείωση της αβεβαιότητας της αξίας σταθεράς του Hubble για 3,3 τοις εκατό, Riess αναφέρει ότι η ομάδα του έχει εξαλείψει πέραν πάσης λογικής αμφιβολίας, η δυνατότητα αυτός ο μικρότερος αριθμός.
"Το πιο δύσκολο κομμάτι της θεωρίας φούσκα να αποδεχθεί ήταν ότι πρέπει να ζούμε πολύ κοντά στο κέντρο του μια τέτοια κενή περιοχή του χώρου," εξήγησε ο Λούκας MACRI, του Texas A & M University σε College Station, βασικός συνεργάτης του Riess. "Αυτό έχει περίπου μία στις πιθανότητες εκατ. συμβαίνουν. Αλλά δεδομένου ότι γνωρίζουμε ότι κάτι περίεργο κάνει το σύμπαν να επιταχύνει, είναι καλύτερα να αφήσουμε τα στοιχεία να είναι ο οδηγός μας. "
Χρησιμοποιώντας αστέρια ως "κοσμική σταθμά" μέτρηση του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος είναι μια δύσκολη επιχείρηση. Η ομάδα Riess »έπρεπε πρώτα να δοθούν ακριβείς αποστάσεις των γαλαξιών κοντά και μακριά από τη Γη. Η ομάδα συνέκρινε τις αποστάσεις με την ταχύτητα με την οποία οι γαλαξίες είναι προφανώς υποχωρεί λόγω της επέκτασης του χώρου. Χρησιμοποίησαν τις δύο αυτές αξίες για τον υπολογισμό σταθεράς του Hubble, ο αριθμός που αφορά την ταχύτητα με την οποία ένας γαλαξίας φαίνεται να υποχωρεί με την απόστασή του από τον Γαλαξία μας. Επειδή οι αστρονόμοι δεν μπορούν να μετρήσουν φυσικά τις αποστάσεις των γαλαξιών, οι ερευνητές χρειάστηκε να βρουν αστέρια ή άλλα αντικείμενα που χρησιμεύουν ως αξιόπιστη κοσμική κριτήρια. Αυτά είναι τα αντικείμενα με εγγενή φωτεινότητα, λάμψη που δεν έχει απενεργοποιημένα από απόσταση, μια ατμόσφαιρα, ή αστρική σκόνη, που είναι γνωστό. τις αποστάσεις τους, ως εκ τούτου, μπορεί να συναχθεί από τη σύγκριση πραγματική φωτεινότητά τους με την προφανή φωτεινότητά τους, όπως φαίνεται από τη Γη.
Μεταξύ των πιο αξιόπιστη από αυτές τις κοσμικές κριτήρια για σχετικά κοντινές αποστάσεις είναι Κηφείδες μεταβλητές, παλλόμενη αστέρια που αμυδρό και εξασθενίζει σε ποσοστά που αντιστοιχούν σε εγγενή φωτεινότητά τους. Αλλά Κηφείδες είναι πολύ αμυδρό να βρεθούν σε πολύ μακρινούς γαλαξίες. Για τον υπολογισμό μεγαλύτερες αποστάσεις, η ομάδα του Riess «επέλεξε μια ειδική κατηγορία της έκρηξης αστέρια που ονομάζεται τύπου σουπερνόβα Ia. Οι αστρικές εκρήξεις όλα φωτοβολίδα με παρόμοια φωτεινότητα και είναι λαμπρή αρκεί να δούμε τώρα σε όλο το σύμπαν. Με τη σύγκριση της φαινόμενη λαμπρότητα του τύπου la σουπερνόβα και παλλόμενη Κηφείδες αστέρια, οι αστρονόμοι θα μπορούσε να μετρηθεί με ακρίβεια εγγενή φωτεινότητα τους και ως εκ τούτου υπολογίζουν τις αποστάσεις είναι τύπου σουπερνόβα Ia σε απομακρυσμένες γαλαξίες.
Χρησιμοποιώντας την ευκρίνεια της νέας Wide Field Camera 3 (WFC3) να μελετήσει περισσότερα αστέρια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο φως, οι επιστήμονες εξαλειφθούν συστηματικά σφάλματα εισήχθη με τη σύγκριση των μετρήσεων από διαφορετικά τηλεσκόπια.
"WFC3 είναι η καλύτερη φωτογραφική μηχανή πετάξει ποτέ για το Hubble για την πραγματοποίηση των μετρήσεων αυτών, βελτιώνει την ακρίβεια του πριν από μετρήσεις σε ένα μικρό κλάσμα του χρόνου που προηγουμένως είχε", δήλωσε ο MACRI.
Χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο για τη μέτρηση της σταθεράς του Hubble είναι σαν τη μέτρηση έναν διάδρομο με μια μεζούρα και όχι με την τοποθέτηση ενός χάρακα από άκρη σε άκρη. Με την αποφυγή της ανάγκης να πάρει το χάρακα και απλώστε το πίσω κάτω, μπορείτε να αποφύγετε τα λάθη. «Η κάμερα του Hubble, WFC3, είναι το καλύτερο πετάξει ποτέ για το Hubble για την πραγματοποίηση των μετρήσεων αυτών, βελτιώνει την ακρίβεια του πριν από μετρήσεις σε ένα μικρό κλάσμα του χρόνου που ήδη έλαβε," Riess είπε.
Ο αστρονόμος ελπίζει ότι το Hubble θα συνεχίσει να χρησιμοποιείται με αυτόν τον τρόπο να μειωθεί η αβεβαιότητα στις σταθερά Hubble ακόμη περισσότερο, και έτσι βελτιώσετε τη μετρούμενη ιδιότητες της σκοτεινής ενέργειας. Προτείνει την παρούσα αβεβαιότητα θα μπορούσε να κοπεί στα δύο πριν από το Hubble δίνει τη θέση της σε βελτιώσεις από την προσιτότητα του Hubble, αλλά εντός του πεδίου εφαρμογής του James Webb Space Telescope, μια υπέρυθρη παρατηρητήριο προγραμματιστεί να ξεκινήσει αργότερα αυτή τη δεκαετία.
Κυνηγώντας έναν δραπέτη σύμπαν, Riess έχει pursing σκοτεινή ενέργεια για 13 χρόνια. Ομο-που ανακάλυψε την ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, διαπιστώνοντας ότι απόμακρα σουπερνόβα τύπου Ia ήταν dimmer από το αναμενόμενο, το οποίο σήμαινε πως ήταν πιο μακριά από ό, τι αναμενόταν. Ο μόνος τρόπος για να συμβεί αυτό, Riess συνειδητοποίησα, ήταν αν η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται είχε κάποια στιγμή στο παρελθόν.
Μέχρι εκείνη την ανακάλυψη, οι αστρονόμοι είχαν γενικά πίστευαν ότι η κοσμική διαστολή σταδιακά επιβραδύνεται, λόγω της βαρυτικής ρυμουλκά ότι τα μεμονωμένα γαλαξίες ασκήσει επί ένα το άλλο. Αλλά τα αποτελέσματα αφήνει να εννοηθεί ότι κάποια μυστηριώδης δύναμη ενήργησε κατά την έλξη της βαρύτητας, σπρώξιμο γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλον στις συνεχώς αυξανόμενες ταχύτητες.
Riess αποφάσισε ότι ένας από τους καλύτερους τρόπους για να ενισχύσουν τους περιορισμούς στην σκοτεινή ενέργεια είναι να προσδιορίσει την ακριβή τιμή για την σταθερά Hubble, το οποίο έχει κάνει με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Οι εν λόγω μετρήσεις, σε συνδυασμό με άλλους από Wilkinson Microwave της NASA Anisotropy (WMAP), ίχνη συμπεριφορά του σύμπαντος από σχεδόν την αυγή του χρόνου στη σημερινή εποχή. (WMAP έδειξε το σύμπαν όπως εμφανίστηκε λίγο μετά το Big Bang, πριν από αστέρια και οι γαλαξίες σχηματίστηκαν.)
Riess είναι μόνο ένα από τα πολλά αστρονόμους που, κατά τα τελευταία 80 χρόνια, έχουν τη μέτρηση και την εκ νέου μέτρηση σταθεράς του Hubble. Το τηλεσκόπιο Hubble έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο βοηθώντας τους αστρονόμους ακριβώς μέτρο του σύμπαντος, η επέκταση. Πριν Hubble ξεκίνησε το 1990, οι εκτιμήσεις για την σταθεράς του Hubble ποικίλη με συντελεστή δύο. Το 1999, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble Key Project για την Εξωγαλαξιακή κλίμακα απόστασης εξευγενισμένα η τιμή της σταθεράς του Hubble σε σφάλμα της τάξης του 10 τοις εκατό.
Για εικόνες και περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν την μελέτη, επισκεφθείτε την ιστοσελίδα:
http://hubblesite.org/news/2011/08
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble είναι ένα έργο της διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Goddard της NASA Space Flight Center διαχειρίζεται το τηλεσκόπιο. Η Space Telescope Science Institute (STScI) διεξάγει Hubble πράξεις επιστήμη. STScI λειτουργεί για τη NASA από την Ένωση των Πανεπιστημίων για την Έρευνα στην Αστρονομία, Inc, στην Ουάσινγκτον, DC
nasa.gov
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου