Током 1920-их, међу научницима се водила дебата о величини Универзума и природи маглина. Неки од њих
Научник је израчунао растојање до маглинеАндромеда и показала да је већа од величине Млечног пута, што значи да говоримо о засебној галаксији. А 1929. године научник је објавио рад у коме је, на основу посматрања неколико познатих галаксија, показао да се оне удаљавају од Земље у различитим правцима. Правило које успоставља везу између удаљености до галаксије и њене радијалне брзине назива се Хаблов закон или Хабл-Леметров закон.
Белгијски свештеник и астрофизичар Жорж Леметр дошао је до истих закључака две године пре Хабла, али је његов рад, објављен на француском и у непопуларном часопису, прошао незапажено.
Савремени космолошки модел се заснива напринцип ширења универзума. Међутим, алтернативне методе посматрања дају различите вредности за његову брзину. Научници настављају да развијају нове начине да коначно ставе тачку на ово питање. И након тога, тачно одредите старост, еволуцију и састав универзума.
Мапа ширења универзума. Слика: НАСА, ВМАП научни тим
Да ли се универзум шири?
Не постоји тачан одговор на ово питање јернемогуће је изаћи ван система и видети споља како се ствари заиста дешавају. Али теорија о ширењу универзума најбоље описује запажања.
Прво, истраживање свемира откривацрвени помак: показало се да што су објекти удаљенији од нас, то се више зрачења од њих помера у црвени део спектра. У свом раду Хабл је показао однос између удаљености и црвеног помака. Поред тога, открио је да је брзина објеката који се повлаче пропорционална удаљености до њих. Ова запажања су најбоље повезана са метричким (линеарним) проширењем.
Друго, космолошка посматрања великих размерадубоком резолуцијом открили су да иако је на локалним скалама Универзум „грудаста“ структура (галаксије формирају групе одвојене празнинама), на великим удаљеностима је хомоген.&нбсп;
Треће, хомогеност простора, узрокована ширењем Универзума у свим правцима, потврђује хомогеност дистрибуције удаљених рафала гама зрака и експлозија супернове.
И на крају, запажања Европског простораопсерваторије показују да је ЦМБ у ранијим временима био много топлији. Постепено равномерно хлађење трагова Великог праска такође је у складу са теоријом универзума који се равномерно шири.
Како се мери Хаблова константа?
Вредност константе која постављаоднос између брзине кретања галаксија и удаљености до њих се процењује мерењем црвеног помака удаљених галаксија, а затим одређивањем удаљености до њих неком другом методом осим Хабловог закона.&нбсп;
Прва мерења константе извршио је сам ЕдвинХуббле. Посматрајући маглину Андромеда помоћу телескопа од 100 инча (254 цм) у опсерваторији Моунт Вилсон, научник је идентификовао појединачне сјајне звезде у њеном саставу. Међу њима су биле и цефеиде. Ово је класа пулсирајућих варијабли жутих дивова и супергиганата, за које је добро проучен однос између периода пулсирања и осветљености.&нбсп;
Мерећи оба параметра, научник је израчунаорастојање до ових звезда, као и црвени помак галаксија, што омогућава одређивање њихове радијалне брзине. Коефицијент пропорционалности који је добио Хабл био је око 500 км/с по мегапарсеку (Мпц). То значи да се објекти који се налазе на удаљености од око 3,26 милиона светлосних година (1 Мпц) од Земље треба да се удаљавају од нас брзином од 500 км/с, 32,6 милиона светлосних година - 5.000 км/с, итд.
Слика галаксије Андромеда у којој ЕдвинХабл је приметио откривену променљиву звезду (лево) и њену детаљну Хаблову слику (десно). Лева слика: Царнегие опсерваторије. Десна слика: НАСА, ЕСА, Хуббле Херитаге тим (СТСцИ/АУРА)
Вредност коју је добио Хабл је значајнаразликује од савремених запажања. То је због чињенице да научник није познавао касније откривене законе који утичу на зависност периода и сјаја цефеида, као и на утицај сопствене брзине локалне групе галаксија.&нбсп;
Савремена запажања дају контрадикторнарезултате. Мерења касног универзума слична онима које је направио Хабл, али са новим подацима и моћнијим инструментима (укључујући свемирски телескоп назван по научнику), предвиђају космолошку константу од 73 ± 1 км/с по Мпц. А подаци добијени у проучавању космичког микроталасног позадинског зрачења раног Универзума су 67,4 ± 0,5 (км/с)/Мпц.
Шема за мерење константе помоћу Хабл телескопа. Слика: НАСА, ЕСА, А. Феилд (СТСцИ) и А. Риесс (СТСцИ/ЈХУ)
Да ли постоје алтернативе?
У раду објављеном у августу у часописуПхисицал Ревиев Леттерс, научници са Универзитета у Чикагу предлажу коришћење гравитационих таласа који настају када се црне рупе сударе за мерење брзине ширења универзума.
Појављује се ефекат сличан црвеном помакутоком простирања гравитационих таласа. Судар супермасивних црних рупа, снажан догађај. Она изазива гравитационе таласе у простор-времену који се шире попут таласа по води са палог камена.&нбсп;
Ову „таласаност” на Земљи мери Американацласерска интерферометријска опсерваторија гравитационих таласа (ЛИГО) и италијанска опсерваторија Вирго. Обе опсерваторије су неколико година прикупљале податке о судару више од 100 парова црних рупа.
Сигнал из сваког судара садржиинформације о томе колико су црне рупе биле масивне. Али због ширења универзума он је искривљен. Као резултат тога, црна рупа која је удаљенија почиње да изгледа масивнија.
Научници предлажу да се користе акумулирани подацио црним рупама у циљу „калибрације“ уређаја. На пример, тренутни докази сугеришу да већина откривених црних рупа има масу између 5 и 40 пута већу од масе нашег Сунца.&нбсп;
Истраживачи верују да ако мерите масепарови сударајућих црних рупа који су нам најближи, а затим се постепено крећу даље, затим је на великом броју примера могуће установити колико се мењају „уочене“ масе црних рупа са повећањем удаљености. То је та вредност која ће одредити брзину ширења универзума.
Илустрација спајања две црне рупе. Слика: Пројекат Симулација екстремних просторних времена (СКСС), Универзитет у Чикагу
Недостатак већине савремених методапосматрање ширења простора је да за сада појединачни узроци који искривљују добијени резултат можда нису познати. Хабл није знао за све факторе који утичу на однос између осветљености и периодичности пулсирања код цефеида, па су његова мерења садржала грешке. Такође, савремене идеје о Универзуму, материји и ширењу електромагнетних таласа могу бити непотпуне.
За разлику од космолошких посматрања, методкоју су предложили научници из Чикага, користи само теорију гравитације која је много боље схваћена. Дакле, постојала је шанса да се стави тачка на питање брзине ширења Универзума.
Опширније:
Рекордно избацивање короналне масе код Бетелгезеа је 400 милијарди пута веће од Сунца
Мегалодон је појео животињу величине кита убице
Еверест је пронашао трагове ДНК којих не би требало да буде