Наше розуміння Всесвіту здатне змінитися! Що скажуть точні міжгалактичні вимірювання?

У центрі знімка розташована важлива зірка RS Корми – змінна Цефеїди. Це зоряний клас, чию світність використовують для оцінки дистанцій до найближчих галактик. Вона в 15000 разів перевершує сонячну яскравість

Деякі вчені вважають, що нові спроби уточнити швидкість розширення Всесвіту з моменту Великого Вибуху (постійна Хаббла) здатні трансформувати сучасні теорії фізики. Ідея полягає в тому, що, вимірюючи віддаленість об’єктів в різні моменти часу, можна обчислити, наскільки швидко вони віддаляються від нас, а значить ми отримаємо швидкість вселенського розширення. Однак неймовірно складно дотримуватися точності при таких великих дистанціях. За цю роботу взявся професор Грегожц Пьетжінскі з Варшавської академії наук.

Його вимірювання потрапляють в діапазон кілопарсек, що еквівалентно близько 3262 світловим рокам. Це тільки перший крок. Його мета – виміряти геометричні відстані до найближчих галактик, щоб відкалібрувати цефеїди. Йдеться про тип змінної зірки, яка протягом певного часового проміжку випромінює яскравість. Вчені використовують їх для оцінки дистанцій від Землі в діапазоні 100 мегапарсек (мільярд трильйонів кілометрів). І все це лише частина спостережуваного Всесвіту, здатної складати близько 28000 мегапарсек діаметрі.

За допомогою цефеїд можна відкалібрувати відстані до наднових, а від них дістатися до найбільш віддалених місць у Всесвіті і уточнити постійну Хаббла.

невеликі помилки

Проблема в тому, що при такій величезній кількості посилань невеликі неточності здатні істотно позначитися на фінальному розрахунку. Різні космічні апарати та техніка виводили різні значення постійної Хаббла. Класичний метод (цефеїди і наднові) надає більш високий показник, що не сходиться з вимірюванням Планка. Це важливо, адже може натякати на те, що сучасні теорії фізики помилкові. Якщо так, то доведеться переосмислити всю фізику!

Щоб скоротити невизначеність, професор працює над уточненням вимірювання відстані до найближчої галактиці – Велика Магелланова Хмара. Для цього він вивчає подвійні зірки, що затьмарює один одного. Результати вже радують. За допомогою хвильового виміру (интерферометрия) дослідники здатні калібрувати кутовий діаметр зірок, що показують відстань у поєднанні з лінійними діаметрами.

наднові

Одних цефеїд не вистачить, щоб розрізняти величезні дистанції. Тому вчені підключають клас вибухонебезпечних зірок, іменованих наднової I типу. У Чумацькому Шляху таких об’єктів немає, тому використовуються відносно близькі цефеїди в якості першого етапу оцінки масштабів. Цефеїди в 10000 разів слабкіше наднових, тому міст дистанцій від них до наднових занадто маленький.

Проблема в тому, що наднові Ia не завжди однакові і у нас все ще немає точного розуміння механізму їх вибуху. Наприклад, їх світло здатне перетинати простір і поглинатися по-різному. Важливо зрозуміти, що використовувана світність наднових завжди залишається однією і тією ж. Щоб вирішити цю проблему, дослідники проекту USNAC скористалися космічним телескопом Хаббл для вивчення галактик зі надновими на УФ-знімках. Це дозволяє визначити кількість пилу, що залишилася на лінії видимості наднової, і оцінити, яким чином вона впливає на яскравість. Більш точні вимірювання наднових разом з уточненням показників цефеїд дозволять повноцінно розкрити історію Всесвіту, а також дати підказки до вивчення ролі темної енергії.

Однак навіть при обліку пилу ми все ще стикаємося з деякими невизначеностями. Наприклад, складно зрозуміти, чи впливають зіркові властивості наднової на її яскравість. Склад також з часів здатний змінюватися. Визначення темної енергії позначається на оцінці космологічної постійної – запропоноване Ейнштейном число для вимірювання кількості присутньої в просторі енергії. Не все так страшно, але в подібних обчисленнях навіть дрібні деталі мають значення.

Квазарние лінзи

Існують і альтернативні методи. Деякі дослідники зараз використовують світло від квазарів, гравітаційно перекручених галактиками, що лежать між квазарами і Землею. Квазари – вкрай віддалені і активні галактики, які в тисячі разів перевершують яскравість Чумацького Шляху. Промені світла огинають об’єкти і прибувають до нас з різним часом. Ця затримка пов’язана з постійною Хаббла.

Команда вчених регулярно використовує великі телескопи, щоб стежити за квазарами протягом декількох місяців. Вони трансформують тимчасові затримки в космологічні параметри. Поки неясно, який із способів дозволить знайти відповідь. Але невідповідність все ще говорить про те, що ми не розуміємо космологічні загадку або астрофізики стикаються з невідомими джерелами помилки.

Ссылка на основную публикацию