“Karanlık enerji” adı, Evren'in genişlemesine neden olan kuvvet için ne olursa olsun - yer tutucudur. Hubble Uzay Teleskobu tarafından birkaç Sefeid değişken yıldızının yeni gözlemleri, Evrenin mevcut genişleme oranının ölçülmesini, hatanın yüzde beşin altında olduğu bir hassasiyete hassaslaştırdı. Hubble sabiti veya H0 olarak bilinen genişleme oranı için yeni değer (yaklaşık bir asır önce evrenin genişlemesini ilk kez ölçen Edwin Hubble'dan sonra), megaparlar başına saniyede 74,2 kilometredir (hata payı ± 3,6). Sonuçlar, Hubble'dan 72 ± 8 km / sn / megaparrekarda toplanan daha önceki bir ölçümle yakın bir uyum içindedir, ancak şimdi iki kattan daha hassastır.
SHOES (Devlet Denklemi için Supernova H0) Ekibi tarafından gerçekleştirilen ve Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü ve Johns Hopkins Üniversitesi'nden Adam Riess tarafından yönetilen Hubble ölçümü, bir kozmikin inşasını kolaylaştırmak ve güçlendirmek için bir dizi iyileştirme kullanıyor Gökbilimcilerin evrenin genişleme oranını belirlemek için kullandığı milyar ışık yılı uzunluğundaki “mesafe merdiveni”.
Yakın bir kozmik mil işaretçisi, galaksi NGC 4258 ve son süpernovaların ev sahibi galaksilerinde titreşen Sefeid değişkenlerinin hubble gözlemleri, bu mesafe göstergelerini doğrudan birbirine bağlar. Bu basamakları merdivende köprülemek için Hubble'ın kullanılması, farklı teleskopların ölçümlerini karşılaştırarak neredeyse kaçınılmaz olarak ortaya çıkan sistematik hataları ortadan kaldırdı.
Riess yeni tekniği şöyle anlatıyor: “Bu, bir avlu çubuğunun ucunu sonuna kadar taşımak yerine uzun bir mezura ile bir binayı ölçmek gibidir. Kıstas her hareket ettirdiğinizde yaptığınız küçük hataları birleştirmekten kaçınırsınız. Bina ne kadar yüksek olursa hata o kadar büyük olur. ”
Texas A&M fizik ve astronomi profesörü ve sonuçlara önemli bir katkıda bulunan Lucas Macri, “Sefeidler mesafe merdivenin belkemiğidir, çünkü kolayca gözlemlenen titreşim süreleri parlaklıklarıyla doğrudan ilişkilidir. Merdiveni bir diğer incelik, bu değişken yıldızların optik dalga boylarına göre daha iyi mesafe göstergeleri olduğu elektromanyetik spektrumun kızılötesi yakın kısımlarında Sefeidleri gözlemlememizdir. ”
Hubble sabitinin bu yeni, daha kesin değeri, uzayda itici bir kuvvet üreten ve evrenin genişleme oranının hızlanmasına neden olan enerji biçimi olan karanlık enerjinin özelliklerini test etmek ve kısıtlamak için kullanıldı.
Bugün ve evren yaklaşık 380.000 yaşındayken evrenin genişleme tarihini bastırarak, gökbilimciler, genişlemenin hızlanmasına neden olan karanlık enerjinin doğasına sınırlar koyabildi. (Uzak, erken evren için ölçüm, NASA’nın Wilkinson Mikrodalga Anisotropi Probu, 2003 yılında çözüldüğü gibi kozmik mikrodalga arka planındaki dalgalanmalardan kaynaklanmaktadır.)
Sonuçları, karanlık enerjinin en basit yorumuyla tutarlıdır: mekanın dokusunu itmek ve evrenin yerçekimi altında çökmesini önlemek için bir asır önce getirilen Albert Einstein'ın varsayılan kozmolojik sabitine matematiksel olarak eşdeğerdir. (Bununla birlikte, Einstein, evrenin genişlemesi Edwin Hubble tarafından keşfedildikten sonra sabiti kaldırdı.)
Riess, “Karanlık enerjinin kozmolojik sabitten farklı olabileceği tüm yolları bir kutuya koyarsanız, bu kutu şimdi üç kat daha küçük olacaktır” diyor Riess. “Bu ilerliyor, ancak karanlık enerjinin doğasını tespit etmek için hala uzun bir yolumuz var.”
Kozmolojik sabit uzun zaman önce düşünülmesine rağmen, karanlık enerji için gözlemsel kanıt 11 yıl öncesine kadar, biri Stromlo Dağı Gözlemevi'nden Riess ve Brian Schmidt, diğeri Lawrence Berkeley'den Saul Perlmutter tarafından yönetilen iki çalışma ortaya çıkmadı. Ulusal Laboratuar, karanlık enerjiyi kısmen Hubble gözlemleriyle bağımsız olarak keşfetti. O zamandan beri gökbilimciler karanlık enerjiyi daha iyi karakterize etmek için gözlemler peşinde koşuyorlar.
Riess’in karanlık enerji için alternatif açıklamaları daraltmaya yönelik yaklaşımı - ister statik bir kozmolojik sabit ister dinamik bir alan olsun (büyük patlamadan sonra enflasyonu iten itici güç gibi) - evrenin genişleme geçmişinin ölçümlerini daha da hassaslaştırmaktır.
Hubble 1990'da başlatılmadan önce, Hubble sabitinin tahminleri iki faktör arasında değişiyordu. 1990'ların sonlarında Ekstragalaktik Mesafe Ölçeği üzerindeki Hubble Uzay Teleskopu Anahtar Projesi, Hubble sabitinin değerini sadece yüzde onluk bir hataya rafine etti. Bu, Sefeid değişkenlerini optik dalga boylarında daha önce elde edilenden daha büyük mesafelere kadar gözlemleyerek ve bunları yer tabanlı teleskoplardan benzer ölçümlerle karşılaştırarak gerçekleştirildi.
AYAKKABI ekibi, yedi galakside 240 Sefeid değişken yıldızı gözlemlemek için Hubble’ın Yakın Kızılötesi Kamera ve Çok Nesneli Spektrometre (NICMOS) ve Anketler için Gelişmiş Kamera'yı (ACS) kullandı. Bu gökadalardan biri, radyo teleskopları ile gözlemlerle mesafesi çok doğru bir şekilde belirlenen NGC 4258 idi. Diğer altı gökada, evrende daha da uzak ölçümler için güvenilir mesafe göstergeleri olan Tip Ia süpernovalarına ev sahipliği yaptı. Tip Ia süpernovaların hepsi neredeyse aynı miktarda enerji ile patlar ve bu nedenle neredeyse aynı içsel parlaklığa sahiptir.
Yedi galaksinin hepsinde kızıl ötesi dalga boylarında çok benzer özelliklere sahip Sefeidleri gözlemleyerek ve aynı teleskop ve aleti kullanarak ekip, süpernovaların parlaklığını daha hassas bir şekilde kalibre edebildi. Hubble’ın güçlü yetenekleri ile ekip, Sefeidlerin davranışındaki belirsizlikleri içeren önceki mesafe merdiveni boyunca en sarsıntılı basamaklardan bazılarını atmayı başardı.
Riess nihayet Hubble sabitinin yüzde birden fazla olmayan bir değere rafine edildiğini ve karanlık enerjiye çözümlere daha sıkı kısıtlamalar getirdiğini görmek istiyor.
Kaynak: Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü
