Neutronitähed karjuvad kosmoselainetes, kui nad surevad, ja astronoomid on visandanud plaani kasutada oma gravitatsioonilist piina universumi ajaloo jälitamiseks. Liituge meiega, kui uurime, kuidas muuta nende valu meie kosmoloogiliseks kasuks.
Kosmoloogid on standarditest kinnisideeks. Selle kinnisidee põhjus peitub nende vaevalistes katsetes mõõta äärmuslikke vahemaid meie universumis. Vaadake juhuslikku tähte või galaktikat. Kui kaugel see on? Kas see on lähemal või kaugemal kui täht või galaktika selle kõrval? Mis saab, kui üks on heledam või hämaram kui teine?
See on üsna lootusetu olukord, välja arvatud juhul, kui kosmos on hajutatud tavaliste asjadega - teadaolevate omadustega objektidega. Kujutage ette, kui 100-vatised lambipirnid või meetripulgad laseksid universumit lammutada. Kui me näeksime neid lambid või arvestipulgad, saaksime võrrelda kuidasnad vaatavad meile siin maa peal seda, mida meietean nad näevad välja lähedased ja isikupärased. Kui näeme universumis lambipirni ja teame, et see peaks olema sama heledusega kui tavaline 100-vatine lambipirn, siis saame teha mõne trigonomeetria, et saada kaugus sellest pirnist. Sama kepi puhul: kui näeme juhuslikku keppi ringi hõljumas ja teame, et see peaks olema täpselt ühe meetri pikkune, saame selle pikkust oma vaateväljas võrrelda ja selle kaugust mõõta.
Muidugi muudaksid lambipirnid ja arvestipulgad kosutavate kosmoloogiliste sondide jaoks, sest need on hämarad ja väikesed. Tõsise töö jaoks vajame eredaid asju, suuri asju ja tavalisi asju. Ja neid standardeid on universumis arvukalt vähe: 1.a tüüpi supernoova toimivad „standardküünaldena“ ja barüoonakustiliste võnkumistena (jäänuk, mis on küpsetatud galaktikate jaotuses varajast universumist, ja teise artikli objekt) “tavaline joonlaud”.
Kuid selleks, et meid praegusest kosmoloogilisest leiutisest välja viia, vajame enamat kui küünlaid ja tikke.
Me elame laienevas universumis. Iga päev jõuavad galaktikad üksteisest kaugemale (keskmiselt võib ikka toimuda "väikesemahulisi" kokkupõrkeid ja rühmitusi). Ja meie universumi laienemiskiirus on viimase 13,8 miljardi kosmilise ajaloo jooksul muutunud. Universum koosneb hunnikust erinevatest märkidest: kiirgus, tähed, gaas, imelikud asjad nagu neutriinod, veidramad asjad nagu tumeaine ja veidramad asjad nagu tume energia. Kui kõik need komponendid sisse lülituvad, välja lülituvad, hakkavad domineerima või lakkavad domineerimast, nihkub universumi paisumiskiirus omakorda.
Tagasiteel vanade heade aegade ajal oli mateeria universumi boss. Nii et universumi laienedes aeglustus see laienemine kogu selle asja pidevast gravitatsioonilisest tõmbamisest. Kuid siis sai asi liiga laialivalguv, liiga õhuke ja liiga nõrk kosmose juhtimiseks.
Umbes viis miljardit aastat tagasi võttis tume energia kontrolli alla, pöörates ümber universumi laienemise väikese aeglustuse ja surudes kroonlehe metalli, põhjustades universumi laienemise mitte ainult jätkumise, vaid kiirenemise. Tume energia - mis iganes see ka poleks - jätkab kosmose ülemeelikku domineerimist tänapäevani.
On ülioluline mõõta universumi paisumiskiirustpraegu - kuna laienemiskiirus on seotud universumi sisuga, annab laienemismäära mõõtmine meile täna teada, kes on peamised kosmoloogilised tegurid ja milline on nende suhteline tähtsus. Tänast laienemiskiirust, mida tuntakse Hubble'i konstantsina, saame mõõta mitmel viisil, näiteks pulgade ja küünlate abil.
Ja siin peitub üllatav pinge. Hubble'i konstandi mõõtmised lähedalasuvast universumist, kasutades selliseid asju nagu supernoova, annavad ühe konkreetse väärtuse. Kuid varase universumi mõõtmised kosmilise mikrolaine tausta abil põhjustavad ka tänapäeva Hubble'i konstandi piiranguid ja need mõõtmised ei ole üksteisega päris nõus.
Kleepuv probleem: kaks sõltumatut meetodit sama arvu mõõtmiseks annavad erinevaid tulemusi. See võib olla märk täiesti uuest füüsikast või lihtsalt halvasti mõistetavatest tähelepanekutest. Kuid igal juhul, kuigi mõned kosmoloogid käsitlevad seda olukorda kui väljakutset, vaatavad teised seda kui võimalust. Vaja on rohkem mõõtmisi, eriti neid, mis on olemasolevatest täiesti sõltumatud. Meil on standardsed joonlauad ja standardküünlad, kuidas oleks… tavaliste sireenidega.
Muidugi miks mitte.
Kahe neutronitähe kokkupõrke hetkedest plahvatanud kakofoonilised gravitatsioonilained kannavad mahlakat kosmoloogilist teavet. Kuna me mõistame nende füüsikat väga hästi, saame gravitatsioonilainete ülitäpset struktuuri uurida, et teada saada, kui valju (gravitatsiooni, mitte heli, aga peate lihtsalt metafoori abil veerema) nad põrkades karjusid. . Siis saame seda võrrelda sellega, kui valjusti nad siin Maa peal kõlavad, ja voila: vahemaa.
See meetod on juba andnud Hubble'i konstandi (suhteliselt umbkaudse) mõõtmise ühe ja ainsa vaadeldud neutrontähe ühinemisel.
Kuid see ei tohiks olla viimane neutronitähe surmahirm, mida me kuuleme. Järgmistel aastatel loodame (loodame?) Veel kümneid saaki saada. Ja iga kokkupõrke korral saame kindlaks määrata usaldusväärse kauguse tulise sündmuseni ja mõõta universumi paisumisajalugu alates nende neutronite hukust, pakkudes Hubble'i konstandi väärtuse paljastamiseks täiesti teistsugust rada.
Chicago ülikooli kosmoloogid ennustasid, et viie aasta jooksul tagavad standardsete sireenide tehnika olemasolevate meetoditega konkureerivad mõõtmised. Kui rääkida aga 21. sajandi suurest kosmoloogilisest arutelust, jääb küsimus püsima: kas standardsireenid on otsustavaks teguriks või süvendavad ainult saladust?
Loe lisaks: “2-protsendiline Hubble-i konstantne mõõtmine tavalistest sireenidest 5 aasta jooksul”
