1920'lerde bilim adamları arasında Evrenin büyüklüğü ve bulutsuların doğası hakkında tartışmalar alevlendi. Bazıları
Bilim adamı bulutsuya olan mesafeyi hesapladıAndromeda ve Samanyolu'nun boyutundan daha büyük olduğunu gösterdi, bu da ayrı bir galaksiden bahsettiğimiz anlamına geliyor. Ve 1929'da bilim adamı, bilinen birkaç galaksinin gözlemlerine dayanarak, Dünya'dan farklı yönlerde uzaklaştıklarını gösterdiği bir makale yayınladı. Bir galaksiye olan uzaklık ile radyal hızı arasındaki ilişkiyi kuran kurala Hubble yasası veya Hubble-Lemaitre yasası denir.
Belçikalı rahip ve astrofizikçi Georges Lemaitre, Hubble'dan iki yıl önce aynı sonuçlara vardı, ancak Fransızca ve popüler olmayan bir dergide yayınlanan makalesi fark edilmedi.
Modern kozmolojik model,evrenin genişleme ilkesi. Ancak alternatif gözlem yöntemleri, hızı için farklı değerler verir. Bilim adamları nihayet bu konuya bir son vermek için yeni yollar geliştirmeye devam ediyor. Ve ondan sonra, evrenin yaşını, evrimini ve bileşimini doğru bir şekilde belirleyin.
Evrenin genişlemesinin haritası. Resim: NASA, WMAP Bilim Ekibi
Evren genişliyor mu?
Bu sorunun kesin bir cevabı yok çünküsistemin dışına çıkıp olayların gerçekte nasıl olduğunu dışarıdan görmek imkansızdır. Ancak genişleyen evren teorisi, gözlemleri en iyi şekilde tanımlar.
İlk olarak, uzay araştırmaları ortaya çıkarırkırmızıya kayma: nesnelerin bizden ne kadar uzakta olduğu, onlardan gelen radyasyonun spektrumun kırmızı kısmına kaydırıldığı ortaya çıktı. Hubble makalesinde mesafe ve kırmızıya kayma arasındaki ilişkiyi gösterdi. Ek olarak, uzaklaşan nesnelerin hızının, onlara olan mesafeyle orantılı olduğunu buldu. Bu gözlemler en iyi metrik (doğrusal) genişleme ile ilişkilidir.
İkincisi, büyük ölçekli kozmolojik gözlemlerderin bir çözünürlükle, Evren'in yerel ölçeklerde "topaklı" bir yapı olmasına rağmen (galaksiler boşluklarla ayrılmış gruplar oluşturur), büyük mesafelerde homojen olduğunu buldular.
Üçüncüsü, Evrenin her yöne genişlemesinin neden olduğu uzayın homojenliği, uzak gama ışını patlamalarının ve süpernova patlamalarının dağılımının homojenliğini doğrular.
Ve son olarak, Avrupa Uzayının gözlemlerigözlemevleri, SPK'nın eski zamanlarda çok daha sıcak olduğunu gösteriyor. Big Bang'in izlerinin kademeli olarak eşit soğuması, aynı zamanda düzgün genişleyen bir evren teorisiyle de tutarlıdır.
Hubble sabiti nasıl ölçülür?
Ayarlayan sabitin değerigalaksilerin hareket hızı ile onlara olan uzaklık arasındaki ilişki, uzak galaksilerin kırmızıya kaymasının ölçülmesi ve ardından onlara olan uzaklıkların Hubble yasası dışında başka bir yöntemle belirlenmesiyle tahmin edilir.
Sabitin ilk ölçümleri Edwin'in kendisi tarafından gerçekleştirildi.Hubble. Mount Wilson Gözlemevi'ndeki 100 inçlik (254 cm) teleskopu kullanarak Andromeda Bulutsusu'nu gözlemleyen bilim adamı, bileşimindeki bireysel parlak yıldızları tespit etti. Bunların arasında Sefeidler de vardı. Bu, nabız periyodu ile parlaklık arasındaki ilişkinin iyi araştırıldığı, sarı devlerin ve süper devlerin titreşen değişkenlerinin bir sınıfıdır.
Bilim adamı her iki parametreyi de ölçerek hesapladı:bu yıldızlara olan mesafenin yanı sıra, radyal hızlarını belirlemeyi mümkün kılan galaksilerin kırmızıya kayması. Hubble tarafından elde edilen orantılılık katsayısı, megaparsec (Mpc) başına yaklaşık 500 km/s idi. Bu, Dünya'dan yaklaşık 3.26 milyon ışıkyılı (1 Mpc) uzaklıkta bulunan nesnelerin bizden 500 km / s, 32.6 milyon ışıkyılı - 5.000 km / s vb. hızla uzaklaşması gerektiği anlamına gelir.
Edwin'in içinde bulunduğu Andromeda galaksisinin bir görüntüsüHubble, keşfedilen değişen yıldızı (solda) ve ayrıntılı Hubble görüntüsünü (sağda) kaydetti. Soldaki resim: Carnegie Gözlemevleri. Sağ Resim: NASA, ESA, Hubble Miras Ekibi (STScI/AURA)
Hubble'ın elde ettiği değer önemlimodern gözlemlerden farklıdır. Bunun nedeni, bilim adamının daha sonra keşfedilen ve Sefeidlerin periyoduna ve parlaklığına bağımlılığını etkileyen yasaların yanı sıra yerel galaksi grubunun kendi hızının etkisini de bilmemesidir.
Modern gözlemler çelişkiliSonuçlar. Hubble tarafından yapılanlara benzer Geç Evren ölçümleri, ancak daha yeni veriler ve daha güçlü araçlarla (bilim adamının adını taşıyan bir uzay teleskopu dahil), Mpc başına 73 ± 1 km/s'lik bir kozmolojik sabit tahmin ediyor. Ve erken Evrenin kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu çalışmasında elde edilen veriler 67.4 ± 0.5 (km/s)/Mpc'dir.
Hubble teleskopunu kullanarak bir sabiti ölçme şeması. Resim: NASA, ESA, A. Feild (STScI) ve A. Riess (STScI/JHU)
Alternatifler var mı?
Ağustos ayında dergide yayınlanan bir makaledeFiziksel İnceleme Mektupları, Chicago Üniversitesi'ndeki bilim adamları, evrenin genişleme oranını ölçmek için kara delikler çarpıştığında oluşan yerçekimi dalgalarını kullanmayı öneriyorlar.
Kırmızıya kaymaya benzer bir etki oluşurYerçekimi dalgalarının yayılması sırasında. Süper kütleli kara deliklerin çarpışması, güçlü bir olay. Uzay-zamanda, düşen bir taşın su üzerindeki dalgacıkları gibi yayılan yerçekimsel dalgalara neden olur.
Bu "dalgalanma", Amerikalılar tarafından Dünya'da ölçülür.lazer interferometrik yerçekimi dalgası gözlemevi (LIGO) ve İtalyan gözlemevi Başak. Birkaç yıl boyunca, her iki gözlemevi de 100'den fazla kara deliğin çarpışması hakkında veri topladı.
Her çarpışmadan gelen sinyal şunları içerir:kara deliklerin ne kadar büyük olduğu hakkında bilgi. Ancak evrenin genişlemesi nedeniyle çarpıktır. Sonuç olarak, uzaktaki bir kara delik daha büyük görünmeye başlar.
Bilim adamları birikmiş verileri kullanmayı öneriyorcihazı “kalibre etmek” için kara delikler hakkında. Örneğin, mevcut kanıtlar, keşfedilen kara deliklerin çoğunun Güneş'imizin kütlesinin 5 ila 40 katı arasında bir kütleye sahip olduğunu gösteriyor.
Araştırmacılar, kitleleri ölçersenizbize en yakın çarpışan karadelik çiftleri ve sonra yavaş yavaş ilerler, daha sonra çok sayıda örnek üzerinde, mesafe arttıkça "gözlenen" karadelik kütlelerinin ne kadar değiştiğini belirlemek mümkündür. Evrenin genişleme hızını belirleyecek olan bu değerdir.
İki kara deliğin birleşmesini gösteren bir örnek. Resim: eXtreme Spacetimes (SXS) Projesi Simülasyonu, Chicago Üniversitesi
Çoğu modern yöntemin dezavantajıuzayın genişlemesinin gözlemlenmesi, elde edilen sonucu bozan bireysel nedenlerin henüz bilinmeyebileceğidir. Hubble, Cepheidlerde parlaklık ve titreşim periyodikliği arasındaki ilişkiyi etkileyen tüm faktörleri bilmiyordu, bu nedenle ölçümleri hatalar içeriyordu. Ayrıca Evren, madde ve elektromanyetik dalgaların yayılması hakkındaki modern fikirler eksik olabilir.
Kozmolojik gözlemlerden farklı olarak, yöntemChicago'dan bilim adamları tarafından önerilen, yalnızca çok daha iyi anlaşılan yerçekimi teorisini kullanır. Böylece evrenin genişleme hızı meselesine bir son verme şansı doğdu.
Daha fazla oku:
Betelgeuse'deki rekor koronal kütle atımı güneşten 400 milyar kat daha büyük
Megalodon bir seferde katil balina büyüklüğünde bir hayvan yedi
Everest, orada olmaması gereken DNA izleri buldu