Što je Hubble konstantan?


Hubble konstanta je jedinica koja opisuje kako se svemir brzo širi na različitim udaljenostima od određene točke u prostoru. To je jedan od glavnih kamenaca u našem razumijevanju evolucija svemira – i istraživači su uspaničeni u raspravi oko njegove stvarne vrijednosti.

Kako je otkrivena Hubble konstanta

Hubbleova konstanta prvi je put izračunana u 1920-ima od strane američkog astronoma Edwin Hubble, Otkrio je da su mutni nebeski objekti poput oblaka udaljene galaksije koje su sjedile izvan naše galaksije Mliječni Put, prema NASA-i,

Ranije je američka astronomka Henrietta Leavitt pokazala da se nazivaju posebne zvijezde Cefidne varijable, čija svjetlost redovito raste i opada, imala je čvrstu korelaciju između razdoblja njihove varijacije i njihove unutarnje svjetline. Znajući koliko je zaista svijetli cefid i koliko se njegova svjetlost pojavila kad se vidi sa Zemlje, Hubble je mogao izvesti udaljenost Kefeida.

Ono što je Hubble pronašao bilo je izvanredno. Činilo se da se sve galaksije u svemiru udaljavaju od našeg planeta. Nadalje, što je udaljenija galaksija, to se brže povlačila. Ovo opažanje, koje je Hubble napravio 1929. godine, postalo je osnova za ono što je poznato kao Hubbleov zakon, koji kaže da postoji odnos između udaljenosti koju je objekt u kozmosu od nas i brzine kojom se on povlači, prema objašnjenju objašnjavača sa Sveučilišta Cornell,

Zemlja usput nije na nekom povlaštenom mjestu u središtu svemira. Bilo koji promatrač na bilo kojem mjestu u kozmosu, vidjet će da se nebeske cjeline odmiču brzinom koja se povećava s daljinom.

Koristeći svoje podatke, Hubble je pokušao procijeniti konstantu koja nosi njegovo ime, ustanovivši vrijednost oko 342.000 mph na milijun svjetlosnih godina, odnosno 501 kilometar u sekundi po megaparseku (Mpc) u jedinicama kosmologa. (Megaparsec je jednak 3,26 milijuna svjetlosnih godina.) Preciznije moderne tehnike rafinirale su ovo početno mjerenje i pokazale da je oko 10 puta previsoka.

Zašto se Hubble konstanta stalno mijenja

Ali koliko je Hubblea isključeno ostaje pitanje. U devedesetima astronomi su otkrili ono daleko Supernove bili su tamniji i, dakle, udaljeniji nego što su prethodno sumnjali. Ovo otkriće ukazivalo je da se svemir ne samo proširio, već i ubrzao u svom širenju. Rezultat je zahtijevao dodavanje tamna energija – tajanstvena sila koja sve u kozmosu gura u sebe kozmologe modeli svemira.

Nakon ovog iznenađenja, istraživači su pokušali utvrditi brzinu kozmičke ubrzanja, kako bi otkrili kako svemir počinje i evoluira, i kakva će biti njegova konačna sudbina, Podaci iz cefidskih varijabli i drugih astrofizičkih izvora izračunali su da Hubble konstanta iznosi 50.400 mph na milijun svjetlosnih godina (73.4 km / s / Mpc) u 2016. godini,

Ali alternativni je broj dobiven pomoću podataka sa satelita Planck Europske svemirske agencije. Svemirska letjelica provela je posljednjih 10 godina radeći na mjerenjima zrakoplova kozmička mikrovalna pozadina – odjek iz Veliki prasak koji sadrži podatke o osnovnim parametrima svemira. Planck je utvrdio da je Hubble konstanta iznosila 46.200 mph na milijun svjetlosnih godina (67.4 km / s / Mpc) u 2018. godini,

Slika svemirskog teleskopa Hubble prikazuje RS Puppis, jedan od najsjajnijih cefeida vidljivih u našoj galaksiji. Astrofizičari koriste zvijezde poput ove za proračun brzine širenja svemira. (Kreditna slika: Hubble svemirski teleskop / NASA)

Dvije vrijednosti se možda ne čine baš različite. Međutim, svaki je izuzetno precizan i ne sadrži preklapanje između njihovih traka grešaka. Ako je procjena Cefeida pogrešna, to znači da su sva mjerenja udaljenosti astronoma bila pogrešna od dana Hubblea. Ako je druga procjena pogrešna, u modele svemira fizičari bi trebali uvesti novu i egzotičnu fiziku. Do sada niti jedan tim znanstvenika koji su odredili brojeve nije bio spreman priznati veće pogreške u mjerenju.

U srpnju 2019. astronomi su upotrijebili novu tehniku novi izračun Hubbleove konstante, Istraživači su proučavali svjetlost crvenih divovskih zvijezda, koje sve dosežu istu vrhunsku svjetlinu na kraju svog života. To znači da, kao i kod Cefeida, astronomi mogu pogledati kako se tamne crvene zvijezde divova pojavljuju sa Zemlje i procijeniti njihovu udaljenost. Nova vrijednost nalazila se točno između dva stara – 47.300 mph na milijun svjetlosnih godina (69.8 km / s / Mpc) – ali znanstvenici još uvijek nisu proglasili pobjedu.

"Željeli smo napraviti proboj", Barry Madore, astronom na Sveučilištu u Chicagu i član tima koji je izvršio najnovije mjerenje, rekao Live Science, "Ali to nije reklo da je ta ili ona strana u pravu. Kaže da je puno više lupka nego što su svi prije mislili."

Debata se nastavlja. Neki su predložili da Laser Interferometer Gravitacijski-valni opservatorij (LIGO), koji promatra pukotine u tkivu prostora-vremena, napravljene od strane udaljenih neutronskih zvijezda, koje se upadaju jedna u drugu još jedna neovisna podatkovna točka, Ostali su gledajući na gravitacijsko leće, što se događa kada se izuzetno masivni predmeti savijaju i izvijaju prostor-vrijeme poput povećala, pružajući pogled na entitete još dalje, kako bi se otklonila razlika. Ali trenutno nitko nije sasvim siguran gdje će se i kada pojaviti konačni odgovor o Hubble konstanti.

Dodatni resursi: