Hubble'i konstant on ühik, mis kirjeldab, kui kiiresti universum laieneb teatud ruumi punktist erinevatel kaugustel. See on üks nurgakivi meie arusaamises universumi evolutsioonist - ja teadlasi vaevatakse arutelus selle tõelise väärtuse üle.
Kuidas avastati Hubble'i konstant
Hubble'i konstandi arvutas esmakordselt 1920. aastatel välja Ameerika astronoom Edwin Hubble. NASA andmetel avastas ta, et hägused, pilvetaolised taevaobjektid olid kauged galaktikad, kes istuvad väljaspool meie Linnutee galaktikat.
Varem näitas Ameerika astronoom Henrietta Leavitt, et spetsiaalsetel tähtedel, mida nimetatakse Cepheidi muutujateks, mille heledus regulaarselt tõuseb ja langeb, oli nende variatsiooniperioodi ja sisemise heleduse vahel tihe korrelatsioon. Teades, kui hele on Cepheid tõeliselt ja kui hämar selle valgus Maalt vaadates paistis, suutis Hubble tuletada Cepheidi kauguse.
See, mida Hubble leidis, oli tähelepanuväärne. Kõik universumi galaktikad näisid meie planeedilt eemalduvat. Lisaks, mida kaugem galaktika oli, seda kiiremini taandub. See tähelepanek, mille Hubble tegi 1929. aastal, sai aluseks Hubble'i seadusele, mille kohaselt on kosmoses oleva objekti kaugus meie seisu ja kiiruse vahel, mille jooksul objekt kosmosest väljub, vastavalt selgitajale. alates Cornelli ülikoolist.
Maa, muide, ei asu mingis privilegeeritud kohas universumi keskpunktis. Iga vaatleja kosmose suvalises kohas näeb, et taevased olendid eemalduvad kiirusega, mis suureneb kaugusega.
Hubble püüdis oma andmeid kasutades hinnata tema nime kandvat konstanti, mille väärtus kosmoloogide ühikutes on umbes 342 000 mph miljonis valgusaastas ehk 501 kilomeetrit sekundis megaparseci (Mpc) kohta. (Megaparsec võrdub 3,26 miljoni valgusaastaga.) Täpsemad tänapäevased tehnikad on seda esialgset mõõtmist täpsustanud ja näidanud, et see oli umbes kümme korda liiga kõrge.
Miks Hubble'i konstant pidevalt muutub?
Kuid see, kui palju Hubble välja jättis, jääb vaidluse alla. 1990-ndatel avastasid astronoomid, et kauged supernoovad olid tuhmimad ja seetõttu kaugemal, kui nad varem kahtlustasid. See leid näitas, et universum mitte ainult ei laienenud, vaid ka laienes. Tulemus tingis vajaduse lisada kosmoloogide universumi mudelitesse tumedat energiat - salapärast jõudu, mis surub kõik kosmoses laiali.
Pärast seda üllatust püüdsid teadlased kosmilise kiirenduse määra kindlaks teha, et teada saada, kuidas universum alguse sai ja kuidas edasi arenes ning milline on selle lõplik saatus. Cepheidi muutujate ja muude astrofüüsikaliste allikate andmed arvutasid Hubble'i konstandi väärtuseks 50 400 mph miljoni valgusaasta kohta (73,4 km / s / Mpc) 2016. aastal.
Kuid teise numbri saamiseks on kasutatud Euroopa Kosmoseagentuuri Plancki satelliidilt saadud teavet. Kosmoselaev on viimase 10 aasta jooksul kulutanud kosmilise mikrolaine fooni mõõtmistele - Suure Paugu kaja, mis sisaldab andmeid universumi põhiparameetrite kohta. Planck leidis, et Hubble'i konstant oli 2018. aastal 46 200 mph miljoni valgusaasta kohta (67,4 km / s / Mpc).
Need kaks väärtust ei pruugi tunduda väga erinevad. Kuid igaüks neist on erakordselt täpne ja nende vearibad ei kattu. Kui Cepheidi hinnang on vale, tähendab see, et kõik astronoomide vahekaugused on Hubble'i päevast alates olnud valed. Kui teine hinnang on vale, tuleks füüsikute universumi mudelitesse juurutada uus ja eksootiline füüsika. Siiani pole kumbki numbreid määranud teadlaste meeskond olnud nõus tunnistama suuremaid mõõtmisvigu.
2019. aasta juulis kasutasid astronoomid Hubble'i konstandi uue arvutuse saamiseks uudset tehnikat. Teadlased uurisid punaste hiiglaslike tähtede valgust, mis kõik saavutavad oma elu lõpus sama kõrguse heleduse. See tähendab, et sarnaselt kefeididega saavad astronoomid vaadata, kui hämarad punased hiiglaslikud tähed Maast ilmuvad, ja hinnata nende kaugust. Uus väärtus asus kahe vana vahel - 47 300 mph miljoni valgusaasta kohta (69,8 km / s / Mpc) -, kuid teadlased pole veel võitu kuulutanud.
"Tahtsime teha katkestuslõike," rääkis Barry Madore, Chicago ülikooli astronoom ja viimase mõõtmise teinud meeskonna liige Live Science'ile. "Kuid see ei öelnud, et see külg või see külg on õige. See ütles, et kallak on palju suurem, kui kõik enne arvasid."
Arutelu jätkub. Mõni on soovitanud, et laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskus (LIGO), mis vaatleb üksteisega kokku põrkavate kaugete neutronitähtede tekkivate aegruumi kangaste ruume, võib pakkuda veel ühe sõltumatu andmepunkti. Teised otsivad gravitatsiooniläätse, mis tekib siis, kui äärmiselt massiivsed objektid painduvad ja väänduvad ruumi ajal nagu luup, pakkudes pilku veelgi kaugemal asuvatele üksustele, et lahknevused selgitada. Kuid praegu pole keegi päris kindel, kus ja millal ilmub lõplik vastus Hubble'i konstandi kohta.
