Колико се свемир шири? То је питање на које астрономи нису могли да одговоре тачно. Они имају назив за брзину ширења Универзума: Хуббле Цонстант или Хуббле-ов закон. Али мерења настају са различитим вредностима, а астрономи се деценијама расправљају о овом питању.
Основна идеја за мерење Хуббле Цонстант-а је да се гледају удаљени извори светлости, обично врста супернова или променљивих звезда које се називају „стандардне свеће“, и да се мери црвени помак њихове светлости. Али без обзира како астрономи то раде, они не могу смислити уговорену вредност, само распон вредности. Нова студија која укључује квазаре и гравитациона сочива могла би помоћи у решавању проблема.
Да се Универзум шири није у питању. То знамо све око 100 година. Светлост из далеких галаксија се помера црвено како се одмичу од нас, а мерењем те црвене смене произвеле су се различите вредности за универзално ширење.
„Хуббле константа сидри физичку вагу универзума.“
Симон Биррер, постдокторски научник УЦЛА и водећи аутор студије.
Брзина експанзије мери се у километрима по секунди по Мегапарсеку, записано као (км / с) / Мпц. Тако, на пример, нешто што се шири брзином од 10 (км / с) / Мпц значи да две тачке у размаку од 1 мегапарсека (еквивалент од 3,26 милиона светлосних година) утркују једно од другог брзином од 10 километара по друго.
Када је први пут откривен у 1920-има, мислило се да брзина експанзије износи 625 кпс / Мпц. Али почевши од педесетих година прошлог века, боље истраживање мерело га је мање од 100 кпс / Мпц. У последњих неколико деценија више студија је мерило брзину ширења и достизало брзине између око 67 до 77 кпс / Мпц.
Али наука неће прихватити низ одговора за нешто што би требало да има једну вредност. Не би била наука да јесте. Научници непрестано покушавају на различите начине да мере Хуббле Цонстант како би утврдили да ли могу да га исправе, јер је Хуббле константа више него само мерило ширења универзума.
"Хуббле константа сидри физичку скалу универзума", рекао је Симон Биррер, постдокторски научник УЦЛА и водећи аутор студије. Без прецизне вредности за Хуббле константу, астрономи не могу тачно одредити величине удаљених галаксија, старост свемира или историју ширења космоса. Дакле, исправљање је велика ствар.
Нова студија управо објављена у Монтхли Нотицес оф тхе Роиал Астрономицал Социети покушава нову методу за мерење Константина Хуббле-а. Истраживање води тим астронома из УЦЛА-а и ослања се на удаљене квазаре чија се светлост подвргава гравитацијском сочивању пре него што стигне на Земљу.
Квази су ултра светли објекти. Називају их и активним галактичким језграма, јер се сматра да их изазивају супермасивне црне рупе у центру галаксија. Електромагнетно зрачење које емитују узроковано је вртложним акреционим диском око црне рупе. Како се диск материје око рупе убрзава, емитује огромну количину енергије.
Пошто су квазари тако блистави, могу се видети са велике удаљености. То их чини не само фасцинантним предметима проучавања, већ су и корисни као маркери за проучавање Хуббле-овог закона.
Гравитационо сочивање настаје када се извор светлости са изузетно удаљеног објекта, квазара у овој студији, нађе у интервенцијску галаксију пре него што стигне до посматрача на Земљи. Екстремна маса галаксије довољна је за савијање светлости, слично као што ради стаклена сочива. Резултат је својеврсни ефекат 'куће огледала'. Слика испод показује како то изгледа. Откривање гравитационих сочива највише је повезано са Ајнштајном, мада је то примећено тек 1979. године.
Ова студија се фокусирала на двоструке квазаре. Двоструки квазар, који се понекад назива и двоструки квазар, нису два квазара близу један другом, већ је ефекат гравитационог сочивања. Двоструким квазаром њихова светлост је усмерена око интервентне галаксије пре него што је стигла до Земље, стварајући две слике квазара. Ниједно претходно истраживање није их користило за покушај утврђивања брзине ширења Универзума.
Како се светлост из квазара савија око галаксије која интервенира, стварајући две слике истог квазара, он поставља јединствену опсервациону прилику. Светлост која ствара одвојене слике квазара путује различитом стазом до сваке слике. Како свјетлост из квазара флуктуира, долази до застоја између треперења у свакој од двију слика.
Мерејући временско кашњење између треперења и познавајући масу галаксије која је ушла, тим је закључио растојања између Земље, галаксије која лећа и квазара. Познавање црвених промена квазара и галаксије омогућило је научницима да процене колико се свемир шири.
Ова студија се фокусирала на двоструки квазар назван СДСС Ј1206 + 4332, а такође се ослањала на податке из свемирског телескопа Хуббле, Близанца и В.М. Кецк опсерваторије и из козмолошког надгледања гравитационих сочива или ЦОСМОГРАИЛ, мреже. Тим је провео неколико година свакодневно снимајући двоструки квазар, који им је дао врло прецизна мерења временског кашњења између треперења. У комбинацији са осталим подацима, астрономи су добили једно од најбољих мерења константе Хубблеа до сада.
"Лепота овог мерења је у томе што се он комплементарно надопуњује и не зависи од других", рекао је Томмассо Треу, професор физике и астрономије на УЦЛА и старији аутор рада.
Дакле, како се брзо шири?
„… Универзум је мало сложенији.
Томмассо Треу, професор физике и астрономије на УЦЛА.
Тим је смислио вредност Хуббле Цонстант-а од 72,5 километара у секунди по мегапарсеку. То га ставља у ред са другим мерењима која су за мерење константе Хуббле користила удаљене супернове као стандардне свеће. Али то је око 7% више од мерења која се за мерење ослањају на космичку микроталасну позадину.
Ово није крај расправе о Хуббле-овом закону. Још увек постоји та неуобичајена разлика између метода мерења. Шта то значи? "Ако постоји стварна разлика између тих вредности, то значи да је свемир мало сложенији", рекао је Треу. Треу је такође рекао да је једно од мерења, или чак сва три, погрешно.
Тим ће устрајати на својој методи мерења квазар-лећа. Гледају 40 четвороструких квазара како би им дали још прецизније мерење брзине ширења Универзума.
Извори:
- Истраживачки рад: Х0ЛиЦОВ - ИКС. Козмографска анализа двоструко замишљеног квазара СДСС 1206 + 4332 и ново мерење Хуббле константе
- Изјава за штампу УЦЛА-е: Гледање двоструке помоћи може да се реши спор око брзине ширења свемира
- Х0ЛиЦОВ
- Унос из Википедије: Хубблеов закон
