宇宙で何か奇妙なことが起こっています:ハッブル定数の矛盾を説明する方法

ハッブル宇宙望遠鏡によって 30 年以上にわたって収集されたデータは、より正確な新しい情報を提供しました。

宇宙の膨張率の測定。しかし、宇宙では何か奇妙なことが起こっています。データは理論的な予測と一致しません。

宇宙膨張

宇宙の膨張率の探求は、20世紀の宇宙論の主要な課題。結局のところ、宇宙の膨張、収縮、あるいは不動性に関する観測データがなければ、科学者は宇宙が動いているかどうかについても知る由もありませんし、宇宙の年齢についてもまったく知ることができません。この問題に多大な貢献をした科学者の一人がエドウィン ハッブルです。

100年前、このアメリカの天文学者はハッブルは、天の川銀河の外側に多くの銀河を発見しました。 そして、それらは静止していませんでした。 ハッブルは、銀河が遠ざかるほど、より早く遠ざかることを発見しました。 これは、空間の一様な膨張として解釈できます。 . この天文学者は、自分は単に「空間のマーカー」として銀河を研究しているとさえ言いました。しかし、彼は均一に膨張する宇宙という考えに完全には納得していませんでした。科学者は、彼の測定結果が、さらに奇妙な何かを示しているのではないかと疑っていました。宇宙で起こっていた。

ハッブル定数

長年の研究の後、ハッブル定数が出現しました -同名の法則に含まれる係数で、銀河系外の天体までの距離とその移動速度を結びつけるもので、簡単に言うと、この定数は宇宙の膨張率を設定し、宇宙の大きさと大きさを推定するための基礎を提供します。宇宙の年齢。

ハッブル定数の値は、長年にわたって改良されてきました。2015 年には、最も正確な値は 70 km/s/メガパーセク (1 Mpc は約 300 万光年) に近いと考えられていました。たとえば、銀河が私たちから 100 Mpc の距離にある場合、その銀河は約 70⋅100 = 7,300 km/s の速度で銀河から遠ざかっていると予想できます。

一般に、この数値を決定するのは困難です。宇宙のさまざまな領域を研究しているさまざまな天文台はさまざまな結果を生み出しています。 NASA のプレスリリースによると、 ハッブル データの新しい研究と分析によって正しい答えが明らかになった可能性があります。

新しい定数

新しい研究では、科学的協力宇宙膨張率研究 (SHOES) は 42 個の超新星を分析し、そのうちの約 1 個は年に 1 回爆発しました。科学者の結果は、宇宙距離マーカーの以前のサンプルのほぼ 2 倍の大きさです。研究者らはまた、以前のすべてのデータを再分析しました。その結果、新しいハッブル定数は、ハッブル宇宙望遠鏡の 1,000 以上の軌道を含むデータセットに基づいています。

NASAが1970年代に考案したとき建設にかかる費用と膨大な作業を正当化する主な理由の 1 つは、セファイド星を観察する機会でした。セファイドは、1912 年に天文学者ヘンリエッタ・スワン・リービットによってその有用性が発見されて以来、長い間、宇宙の距離を測定するための黄金の標準となってきました。はるかに長い距離を計算するために、天文学者は Ia 型超新星を使用します。

一緒に、これらのオブジェクトは宇宙に「宇宙の距離梯子」を構築しました。

その結果、計算されたハッブル定数は、研究チームは、1 Mpc あたり 73±1 km/s であることを発見しました。これにより、誤差はわずか 1.4% に減少し、他の測定よりもはるかに正確です。改善されたデータは、天文学者が宇宙論のモデルを改善するのに役立ちます。宇宙の年齢とその将来の推定。

スペースの不整合

問題は、スタンダードを組み合わせることで、宇宙の宇宙論モデルと欧州宇宙機関のプランク計画(138億年前の宇宙マイクロ波背景放射を観測)の測定結果から、天文学者はハッブル定数のより低い値を予測しています: 67.5 ± 0.5 km/s/メガパーセク。

天文学者はそれが可能であると言ってこれを説明しますハッブル定数は、私たちのローカル宇宙では大きく、より遠い場所では小さくなります。新しい作品の作者が両方の指標が正しいと信じていることは注目に値します。それを説明するのに役立つ未発見の物理学がまだあるというだけです。

同時に、ノーベル賞受賞者のアダム・リース氏は、Science Collaboration to Study the Expansion Rate of the Universe (SHOES) を率いる彼は、「特定の値は気にしませんが、宇宙を研究するためにそれを使用するのが好きです。」

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