Неутронске звезде вриште у таласима свемирског времена када умру, а астрономи су нацртали план како да користе своју гравитациону агонију како би пратили историју универзума. Придружите нам се док ћемо истражити како своју бол претворити у наш космолошки профит.
Козмолози су опседнути стандардима. Разлог за ову опсесију лежи у њиховим напорним покушајима да се мере екстремна растојања у нашем универзуму. Погледајте случајну звезду или галаксију. Колико је далеко? Да ли је ближи или удаљенији од звезде или галаксије поред ње? Шта ако је један светлији или тамнији од другог?
Ово је прилично безнадежна ситуација, осим ако се космос не расипа стандардним стварима - објектима с познатим својствима. Замислите да ли су светиљке од 100 вати или бројила метра уништиле свемир. Ако бисмо могли видети те лампе или метре, могли бисмо да упоредимо какоони нас на Земљи гледају на оно што мизнам изгледају изблиза и лично. Ако у свемиру видимо сијалицу и знамо да би требало да буде исте светлости као стандардна сијалица од 100 вати, онда можемо да направимо тригонометрију да бисмо отклонили удаљеност до те сијалице. Исто је и за штап: ако видимо случајни штап који плута около и знамо да би требало да буде дугачак тачно један метар, можемо да упоредимо његову дужину у нашем видном пољу и употријебимо удаљеност до њега.
Наравно да ће се лампице и метрићи правити за гадне космолошке сонде, јер су тамне и мале. За озбиљан рад потребне су нам ведре ствари, велике ствари и уобичајене ствари. А у свемиру има неколико драгоцених норми: супернова типа 1а служи као „стандардне свеће“ и барионске акустичке осцилације (остатак печен у расподјели остатака галаксија из раног свемира и тема другог чланка) може послужити као "стандардни владар".
Али требат ће нам више од свијећа и палица да бисмо нас извукли из тренутне космолошке загонетке у којој се налазимо.
Живимо у свемиру који се шири. Свакодневно се галаксије удаљавају једна од друге (у просеку још увек може да дође до судара и груписања „малих размера“). А стопа ширења нашег свемира се променила у последњих 13,8 милијарди година космичке историје. Универзум је сачињен од гомиле различитих ликова: зрачења, звезда, гаса, чудних ствари попут неутрина, чуднијих ствари попут тамне материје и најчуднијих ствари попут тамне енергије. Како се свака од ових компоненти укључује, искључује, почиње да доминира или престаје да доминира, брзина ширења свемира се смењује.
У давним давним временима материја је била шеф свемира. Како се универзум проширио, то ширење успоравало је од константног гравитацијског трзаја свега што је важно. Али тада се ствар превише раширила, превише танка и превише слаба да би контролисала космос.
Пре око пет милијарди година, мрачна енергија је преузела контролу, преокренувши благо успоравање ширења универзума и гурајући латицу на метал, узрокујући да се ширење свемира не само настави, већ и убрзава. Тамна енергија - шта год то било - наставља своју злу доминацију космоса до данашњих дана.
Критично је важно измерити брзину ширења универзумаодмах - будући да је стопа ширења везана за садржај универзума, мерење брзине ширења данас говори ко су главни космолошки играчи и њихов релативни значај. Данашњу стопу ширења, познату као Хуббле константу, можемо мерити на више начина, попут штапова и свећа.
И овде лежи изненађујућа напетост. Мерења константе Хуббле из оближњег свемира помоћу ствари попут супернове дају једну посебну вредност. Али мерења раног свемира помоћу козмичке микроталасне позадине такође воде ограничењима на данашњој Хуббле константи и та мерења се не уклапају међусобно.
Лепљив проблем: две независне методе мерења истог броја воде до различитих резултата. То би могао бити знак потпуно нове физике или само слабо разумљива запажања. Али без обзира на то, док неки космолози на ову ситуацију гледају као на изазов, други на то гледају као на прилику. Потребно нам је више мерења, а посебно она која су у потпуности независна од постојећих. Имамо стандардне владаре и стандардне свеће, па шта кажете ... стандардне сирене.
Што да не.
Какофонски гравитациони таласи који експлодирају од последњих тренутака судара две неутронске звезде носе сочне космолошке информације. Пошто врло добро разумемо њихову физику, можемо да проучимо ултра прецизну структуру гравитационих таласа да бисмо знали колико су гласни (у гравитацији, не у звуку, али мораћете да се ваљате са метафором) који су вриштали када су се сударили. . Тада то можемо да упоредимо са оним колико гласно звуче овде на Земљи, и воила: на даљину.
Ова техника је већ дала (релативно грубо) мерење Хуббле константе из једне и једино посматране спајања неутронских звезда.
Али то не би требало да буде последњи крик смрти неутронске звезде који чујемо. Током наредних година очекујемо (надамо се?) Да ћемо ухватити још десетина. И са сваким сударом можемо открити поуздану удаљеност до ватреног догађаја и измерити историју ширења свемира од њихове неутронске пропасти, пружајући потпуно другачији траг у откривању вредности Хубблеове константе.
Козмолози са Универзитета у Чикагу предвиђали су да ће за пет година техника стандардних сирена омогућити мерења конкурентна постојећим методама. Али када је у питању велика космолошка расправа 21. века, остаје питање: да ли ће стандардне сирене бити одлучујући фактор или ће само продубити мистерију?
Прочитајте још: „Мерење константне Хуббле од 2 одсто од стандардних сирена у року од 5 година“
