Universul se extinde în prezent cu 9% mai rapid decât universul timpuriu, ceea ce îi obligă pe astronomi să reconsidere unele aspecte fundamentale ale cosmosului.

expandinguniverse
Telescopul spațial Hubble a scos la iveală distanțele de la stelele variabile din Norul Magellanic Mare din apropiere.     NASA, ESA, A. Riess (STScI / JHU) și Palomar Digitized Sky Survey

De ceva timp, astronomii se confruntă cu o încurcătură. Studiile universului timpuriu, care privesc epoca imediat după Big Bang, ne spun că cosmosul ar trebui să se extindă cu o singură viteză. Dar când astronomii au măsurat de fapt universul de astăzi, ei descoperă o rată mai mare de expansiune .

Oamenii de știință știu că universul se extinde pentru aproximativ un secol. Astronomii ca Edwin Hubble au observat mai întâi că fiecare galaxie îndepărtată pe care o puteau măsura părea să se îndepărteze de Pământ – și cu cât erau mai departe, cu atât mai repede se îndepărtau.

În ultimii ani, astronomii au măsurat rata de expansiune a universului de astăzi folosind telescopul spațial Hubble. Ciudat a fost faptul că numărul de procente pe care l-au precizat pentru expansiunea noastră actuală a fost de aproximativ 9% față de rata de expansiune a universului timpuriu, măsurată de către nava spațială Planck a Agenției Spațiale Europene. În acel moment, astronomii au spus că șansele au fost ceva de genul 1 la 3.000. Dar într-un studiu, oamenii de știință spun că au rafinat măsurătorile Hubble, dublând ideea că universul de astăzi se extinde mai repede decât era în trecut și că șansele unei greșeli sunt de 1 la 100.000. 

Construirea scării cosmice

Constanta Hubble este o măsoară cât de rapidă se mișcă o galaxie în comparație cu cât de departe este. Și măsurarea vitezei unei stele sau a unei galaxii este surprinzător de simplă. Lumina de la orice obiect cosmic care se deplasează de pe Pământ este mutat către frecvențe mai reduse, mai reduse, la fel cum o sirenă de ambulanță creează un sunet mai scăzut, pe măsură ce se îndepărtează de dvs. Cu cât este mai mare schimbarea, cu atât obiectul se mișcă mai repede. Dar măsurarea distanței față de o stea sau o galaxie poate fi destul de dificilă.

Oamenii de știință care folosesc Hubble pentru a măsura expansiunea cosmică urmează o tradiție stabilita de pionierii acestui domeniu. Astronomii privesc variabilele Cepheidelor – stele care își schimbă luminozitatea în perioade ritmice și previzibile – pentru a măsura distanțele. Este o descoperire pe care o putem atribui astronomului de la Harvard,  Henrietta Swan Leavitt  ; ea a descoperit pentru prima dată că luminozitatea intrinseca a uneia dintre aceste stele este legată direct la cât timp durează ciclul de la lumina slabă pana la cea intensă.

Deoarece stelele mai îndepărtate apar cu o luminozitate mai scăzută, astronomii pot folosi calendarul ciclului stelei și cât de strălucitoare pare a fi ca să măsoare distanța dintre ele. Edwin Hubble însuși a folosit aceste informații pentru a face una dintre primele măsurări ale constantei sale. Astăzi, astronomii precum laureatul Nobel, Adam Riess, folosesc telescopul Hubble pentru a face același lucru – dar cu o precizie mult mai mare. Riess este cercetătorul principal al lucrării recent publicate ,care a fost acceptată pentru publicare în Astrophysical Journal. . A condus o echipă numită SH0ES (Supernovae H0 pentru Ecuația de Stat), pentru a fixa constanta Hubble la o precizie fără precedent.

Cepheidele sunt doar prima treaptă pe așa-numita scară cosmică. Măsurarea distanțelor exacte față de Cepheide ne arată distanțele față de cele mai apropiate galaxii. Măsurarea luminozității supernovelor speciale de tip Ia din acele galaxii relevă distanțele către mai multe galaxii, unde sunt prezente aceleași tipuri de supernove. Și așa mai departe, este construită scara într-un conducător pentru a măsura cosmosul. 

distanceladder
Scara cosmică combină stele și supernove variabile pentru a măsura distanțele exacte în univers. NASA, ESA și A. Feild (STScI)

Se măsoară din nou

Astfel, Riess și echipa sa SHOES au folosit observațiile Telescopului Hubble, combinate cu observațiile de la sol, pentru a reduce incertitudinea distanțelor variabilele Cepheide din norul Magellanic Mare de la 2,5% la 1,3%.

Ei au descoperit că măsurătorile anterioare ale Constantei Hubble în universul din apropiere au fost realizate cu o acuratețe considerabilă. Aceasta a venit ca o surpriză pentru Riess și echipa sa pentru că a confirmat contrariile anterioare cu telescopul Planck. Telescopul Planck a măsurat  elementele fundamentale din universul timpuriu, cartografiază fundalul de microunde cosmice și se calculează raportul dintre energia întunecată , materia întunecată și materia normală.

Și măsurătorile lui Riess nu stau singure, ci în conformitate cu o serie de alte măsurători din universul de astăzi. În mod similar, numerele lui Planck sunt susținute de alte măsurători ale universului timpuriu în primele câteva sute de mii de ani de la Big Bang. Nici nu pare probabil să se schimbe în acest moment.

„Nu sunt doar două experimente care nu sunt de acord între ele”, a explicat Riess într-un comunicat de presă . „Măsurăm ceva fundamental diferit. Una este măsurarea cât de rapid se extinde universul de astăzi, așa cum îl vedem. Cealaltă este o predicție bazată pe fizica universului timpuriu și pe măsurarea cât de rapidă ar trebui să se extindă. Dacă aceste valori nu sunt de acord, există o probabilitate foarte mare de a lipsi ceva în modelul cosmologic care leagă cele două epoci „.

Nu este clar care este soluția pentru a face ca cele două numere să fie de acord. Și într-adevăr, în acest moment, nu este clar că vor fi de acord vreodată. În schimb, seamănă mai mult cu un semn adevărat că universul nostru timpuriu sa comportat diferit decât în ​​prezent în ceea ce privește expansiunea. Deci, ce ar putea provoca aceste schimbări?

Acum, astronomii ar trebui să se concentreze pe găsirea unor modele mai bune ale universului nostru.

 

Articol scris inițial pe astronomy.com, la data de 26 aprilie 2019.

 

Facebook Comentariu
Distribuire
Please follow and like us:
https://i2.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/04/expandinguniverse.jpg?fit=600%2C485https://i2.wp.com/liber-cugetatori.ro/wp-content/uploads/2019/04/expandinguniverse.jpg?resize=150%2C150Tudor Diaconuastronomie#liber,#liber-cugetatori,#liber-cugetatori Romania,#liber-cugetatoriRomania,#libercugetator,#libercugetatori,expansiunea universului,Hubble,Planck,Tudor Diaconu,universUniversul se extinde în prezent cu 9% mai rapid decât universul timpuriu, ceea ce îi obligă pe astronomi să reconsidere unele aspecte fundamentale ale cosmosului. De ceva timp, astronomii se confruntă cu o încurcătură. Studiile universului timpuriu, care privesc epoca imediat după Big Bang, ne spun că cosmosul ar trebui să...Pentru cei care știu să gândească singuri