Evren ne kadar hızlı genişliyor? Bu, gökbilimcilerin doğru bir şekilde cevap veremedikleri bir soru. Evrenin genişleme oranı için bir adı var: Hubble Sabiti veya Hubble Yasası. Ancak ölçümler farklı değerlerle gelmeye devam ediyor ve gökbilimciler on yıllardır bu konuda tartışıyorlar.
Hubble Sabiti'ni ölçmenin arkasındaki temel fikir, genellikle "standart mumlar" olarak adlandırılan bir tür süpernova veya değişken yıldız gibi uzak ışık kaynaklarına bakmak ve ışıklarının kırmızıya kaymasını ölçmektir. Ancak astronomlar nasıl yaparlarsa yapsınlar, üzerinde anlaşmaya varılmış bir değer bulamazlar, sadece bir dizi değer ortaya koyabilirler. Kuasarları ve yerçekimi merceğini içeren yeni bir çalışma, sorunun çözülmesine yardımcı olabilir.
Evrenin genişlemesi söz konusu değil. Bunu yaklaşık 100 yıldır biliyoruz. Uzak galaksilerden gelen ışık bizden uzaklaştıkça kırmızıya kayıyor ve kırmızıya kaymanın ölçülmesi evrensel genişleme için farklı değerler üretti.
“Hubble sabiti evrenin fiziksel ölçeğini tutturur.”
Simon Birrer, UCLA doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın baş yazarı.
Genişleme oranı, (km / s) / Mpc olarak yazılan her Megaparsec başına kilometre / saniye cinsinden ölçülür. Örneğin, 10 (km / s) / Mpc oranında genişleyen bir şey, uzayda 1 megaparçar (3.26 milyon ışık yılı eşdeğeri) arasındaki iki noktanın birbirinden 10 kilometre hızla birbirinden uzaklaştığı anlamına gelir. ikinci.
1920'lerde ilk keşfedildiğinde, genişleme oranının 625 kps / Mpc olduğu düşünülüyordu. Ancak 1950'lerden başlayarak, daha iyi bir araştırma bunu 100 kps / Mpc'den daha az olarak ölçtü. Son birkaç on yılda, birçok çalışma genişleme oranını ölçmüştür ve yaklaşık 67 ila 77 kps / Mpc arasındaki hızlarla ortaya çıkmıştır.
Ancak bilim, bir değeri olması gereken bir şey için bir dizi cevabı kabul etmeyecektir. Olsaydı bilim olmazdı. Dolayısıyla bilim adamları, Hubble Sabiti'ni doğru yapıp yapamayacaklarını görmek için farklı yollar denemeye devam ediyorlar, çünkü Hubble sabiti, evrenin genişlemesinin bir ölçümünden daha fazlasıdır.
“Hubble sabiti evrenin fiziksel ölçeğini demirliyor,” diyor UCLA doktora sonrası araştırmacısı ve baş yazarlarından Simon Birrer. Hubble sabiti için kesin bir değer olmadan, gökbilimciler uzak gökadaların boyutlarını, evrenin yaşını veya evrenin genişleme geçmişini doğru bir şekilde belirleyemezler. Bu yüzden doğru yapmak büyük bir sorun.
Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri'nde yayınlanan yeni bir çalışma, Hubble Sabiti'ni ölçmek için yeni bir yöntem deniyor. Araştırma, UCLA'daki bir gökbilimciler ekibi tarafından yönetiliyor ve ışığı Dünya'ya ulaşmadan önce yerçekimi merceğinden geçen uzak kuasarlara dayanıyor.
Kuasarlar ultra parlak nesnelerdir. Bunlara aktif galaktik çekirdekler de denir, çünkü galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerden kaynaklandığı düşünülmektedir. Yaydıkları elektromanyetik radyasyon kara deliğin etrafındaki dönen diskten kaynaklanır. Deliğin etrafındaki madde diski hızlandıkça, muazzam miktarda enerji yayar.
Kuasarlar çok aydınlık olduğu için geniş mesafelerden görülebilirler. Bu, onları sadece büyüleyici çalışma nesneleri değil, aynı zamanda Hubble Yasasını incelemek için belirteçler olarak da kullanmaktadır.
Yerçekimi mercekleme, çok uzak bir nesneden gelen ışık kaynağı olan bu çalışmadaki kuasarlar, Dünya'daki gözlemcilere ulaşmadan önce araya giren bir galaksiyle karşılaştığında ortaya çıkar. Galaksinin aşırı kütlesi, cam merceğin yaptığı gibi ışığı bükmek için yeterlidir. Sonuç bir tür 'aynalar evi' etkisidir. Aşağıdaki resim neye benzediğini göstermektedir. Yerçekimi merceğinin keşfi Einstein'la en yakından ilişkilidir, ancak 1979'a kadar gözlemlenmemiştir.
Bu çalışma çift kuasarlara odaklanmıştır. Bazen ikiz quasar olarak adlandırılan çift quasar, birbirine yakın iki quasar değil, yerçekimi merceğinin bir etkisidir. Çift kuasarla, ışıkları Dünya'ya ulaşmadan önce araya giren bir galaksinin etrafında merceklenir ve kuasarın iki görüntüsünü üretir. Daha önce yapılan hiçbir çalışma onları Evrenin genişleme oranını belirlemek için kullanmamıştır.
Kuasardan gelen ışık, aynı quasarın iki görüntüsünü üreten araya giren galaksinin etrafında büküldüğünden, benzersiz bir gözlem fırsatı yaratır. Kuasarın ayrı görüntülerini oluşturan ışık, her görüntü için farklı bir yol izler. Kuasardan gelen ışık dalgalandıkça, iki görüntünün her birinde titreşim arasında bir gecikme olur.
Titreme arasındaki zaman gecikmesini ölçerek ve araya giren galaksinin kütlesini bilerek, ekip Dünya, mercek galaksisi ve kuasar arasındaki mesafeleri çıkardı. Kuasarın ve galaksinin yeniden kaymalarını bilmek, bilim insanlarının evrenin ne kadar hızlı genişlediğini tahmin etmelerini sağladı.
Bu çalışma SDSS J1206 + 4332 adlı çift quasar üzerinde yoğunlaştı ve ayrıca Hubble Uzay Teleskobu, İkizler ve W.M'den gelen verilere dayanıyordu. Gözlemevleri ve Yerçekimi Lenslerinin Kozmolojik İzlenmesi veya COSMOGRAIL ağından. Ekip, çift kuasarın günlük görüntülerini alarak birkaç yıl geçirdi ve bu da titremeler arasındaki zaman gecikmesinin çok hassas ölçümlerini verdi. Diğer verilerle birleştirildiğinde, gökbilimcilere Hubble Sabiti'nin en iyi ölçümlerinden birini verdi.
UCLA fizik ve astronomi profesörü ve makalenin kıdemli yazarı Tommasso Treu, “Bu ölçümün güzelliği, diğerlerini son derece tamamlayıcı ve diğerlerinden bağımsız olmasıdır.
Peki, Ne Kadar Hızlı Genişliyor?
“… Evren biraz daha karmaşık.
Tommasso Treu, UCLA fizik ve astronomi profesörü.
Ekip, Hubble Sabiti için megaparkans başına saniyede 72,5 kilometre değerinde bir değer buldu. Bu, Hubble Sabiti'ni ölçmek için standart mumlar olarak uzak süpernovaları kullanan diğer ölçümlerle aynı hizaya getirir. Ancak, ölçmek için Kozmik Mikrodalga Arkaplanına dayanan ölçümlerden yaklaşık% 7 daha yüksektir.
Bu Hubble Yasası ile ilgili tartışmanın sonu değil. Ölçüm yöntemleri arasında hala bu fark var. Bunun anlamı ne? Treu, “Bu değerler arasında gerçek bir fark varsa, evrenin biraz daha karmaşık olduğu anlamına gelir. Treu ayrıca ölçümlerden birinin, hatta üçünün de yanlış olduğunu söyledi.
Ekip, quasar-lensing ölçüm yöntemiyle devam edecek. Evrenin genişleme hızının daha da kesin bir ölçümünü yapmak için 40 dörtlü kuasar bakıyorlar.
Kaynaklar:
- Araştırma Makalesi: H0LiCOW - IX. Çift görüntülenen quasar SDSS 1206 + 4332'nin kozmografik analizi ve Hubble sabitinin yeni bir ölçümü
- UCLA Basın Bülteni: Çifte görmek evrenin ne kadar hızlı büyüdüğü konusundaki anlaşmazlığı çözmenize yardımcı olabilir
- H0LiCOW
- Wikipedia Girişi: Hubble Yasası
