Kerran huomasimme, että maailmankaikkeus laajeni. Sen jälkeen seuraava tieteellinen vaihe oli määrittää tämän laajenemisen nopeus tai nopeus. Yli 80 vuotta on kulunut, mutta emme ole vieläkään sopineet asiasta. Tarkasteltaessa suurimpia kosmisia asteikkoja ja tutkimalla vanhimpia signaaleja - Ison räjähdyksen jälkihehkua ja galaksien suuren mittakaavan korrelaatioita - saatiin yksi luku: 67 km / s / Mpc.
Mutta kun tarkastellaan yksittäisiä tähtiä, galakseja, supernoovia ja muita suoria osoittimia, saamme eri numeron: 74 km / s / Mpc. Epävarmuustekijät ovat hyvin pieniä: ± 1 ensimmäiseen lukuun ja ± 2 toiseen lukuun, ja on edelleen alle 0,1%: n tilastollinen mahdollisuus, että nämä luvut sovitetaan yhteen. Tämä ristiriita olisi pitänyt ratkaista kauan sitten, mutta se on jatkunut siitä lähtien, kun maailmankaikkeuden laajentuminen ensin havaittiin.
Vuonna 1923 Edwin Hubble käytti maailman suurinta kaukoputkea etsiäkseen uusia tähtiä muista galakseista. Todennäköisesti ei olisi syytä sanoa "galakseja", koska silloin ihmiskunta ei ollut varma taivaallisista spiraaleista. Tutkiessaan suurinta heistä - M31, joka tunnetaan nykyään Andromedan udoksena - hän näki ensimmäisen, sitten toisen ja kolmannen uuden. Mutta neljäs ilmestyi samassa paikassa kuin ensimmäinen, ja tämä oli mahdotonta, koska uusien lataaminen kestää vuosisatoja tai enemmän. Hänen uusi ilmestyi alle viikossa. Innoissaan, Hubble rajattiin ensimmäisen kirjoittamansa "N" -merkille ja kirjoitti "VAR!" Hän tajusi, että se oli muuttuva tähti, ja siitä lähtien siellä oli muuttuvien tähtien fysiikkaa. Hubble pystyi laskemaan etäisyyden Andromedaan. Hän osoitti, että se oli tarkalleen Linnunradan ulkopuolella ja on selvästi galaksi. Se oli hienoin yhden tähden havaitseminen tähtitieteen historiassa.
Edwin Hubblen alkuperäinen LP, joka paljastaa tähden muuttuvan luonteen Andromedassa
Hubble jatkoi työtään tarkkailemalla muuttuvia tähtiä monissa spiraal galakseissa. Heidän siirrettyjen spektriviivojensa kanssa hän alkoi huomata, että mitä kauempana galaksi on, sitä nopeammin se siirtyy meistä. Paitsi että hän löysi tämän lain - joka tunnetaan nimellä Hubblen laki - hän mittasi ensimmäisenä laajenemisnopeuden: Hubble-parametrin. Hänen vastaanottamansa määrä oli kuitenkin suuri. Hyvin iso. Niin iso, että jos se olisi totta, siitä seuraa, että iso räjähdys tapahtui vain kaksi miljardia vuotta sitten. Tietysti kukaan ei uskoisi tätä, koska meillä on geologisia todisteita siitä, että pelkästään Maa on yli neljä miljardia vuotta vanha.
Yhdistelmäkuva maapallon länsipuoliskosta yli 4 miljardia vuotta vanha
Mainosvideo:
Vuonna 1943 tähtitieteilijä Walter Baade tarkkaili tarkkaan muuttuvia tähtiä Linnunradan ulkopuolella ja huomasi jotain uskomattoman tärkeää: kaikki muuttuvat kefeidit - tyyppi, jota Hubble käytti maailmankaikkeuden laajenemisen määrittämiseen - käyttäytyvät samalla tavalla. Sen sijaan oli kaksi eri luokkaa. Ja yhtäkkiä kävi ilmi, että Hubble-vakio ei ollut ollenkaan niin suuri kuin Hubble oli päättänyt.
Muuttuvien tähtien mittaukset Walter Baade'n toimesta Andromedassa olivat tärkein todiste kahden erillisen kefeidipopulaation olemassaolosta ja antoivat Hubble-parametrin pienentää merkityksellisempään arvoon
Sen sijaan maailmankaikkeus laajeni hitaammin, mikä tarkoittaa, että sen saavuttaminen nykyiseen tilaan kesti kauemmin. Ensimmäistä kertaa maailmankaikkeus ylitti maan ikäisesti, ja se oli hyvä merkki. Ajan myötä tarkennukset lisääntyivät ja Hubble-eksponentti laski vähitellen, kun maailmankaikkeuden ikä jatkoi nousuaan. Viime kädessä jopa vanhimpien tähtien ikä upposi maailmankaikkeuden iän myötä.
Kuinka Hubble-parametrin arviot muuttuivat ajan myötä
Tarina ei lopu siihen. Tiedätkö miksi Hubble-avaruusteleskooppi nimettiin tällä tavalla? Ei siksi, että se oli nimetty Edwin Hubblen mukaan, joka huomasi maailmankaikkeuden laajentuvan. Sen sijaan, että sen päätehtävänä oli mitata Hubble-parametria tai nopeutta, jolla maailmankaikkeus kasvaa. Ennen kaukoputken lanseerausta vuonna 1990 oli kaksi leiriä, jotka kannattivat täysin erilaisia maailmankaikkeuksia: toista Allan Sandagen johtama ja maailmankaikkeutta, jonka laajenemisnopeus oli 50 km / s / Mpc ja ikä 16 miljardia vuotta; toinen on Gerard de Vaucouleursin johdolla ja maailmankaikkeudessa, jonka laajenemisnopeus on 100 km / s / Mpc ja ikä alle 10 miljardia vuotta. Nämä kaksi leiriä olivat vakuuttuneita siitä, että vastakkaiset leirit tekivät systemaattisia virheitä mittauksissaan ja että keskipistettä ei ollut. Hubble-avaruusteleskoopin tärkein tieteellinen tavoite oli mitata laajentumisaste lopullisesti.
Ja hän saavutti sen. 72 ± 8 km / s / Mpc oli projektin lopputulos. Nykyään virheitä tai epätarkkuuksia on vielä vähemmän ja samoin on jännitys kahden eri menetelmän välillä. Jos katselet maailmankaikkeutta suurimmalla asteikolla, kosmisen mikroaaltotaustan heilahteluilla ja baryonien akustisten värähtelyjen kanssa galaksien ryhmittelyssä, saat pienemmän luvun: 67 km / s / Mpc. Tämä ei ole suotuisin tulos, mutta korkeammat arvot ovat täysin mahdollisia.
Jos tarkastelet yksittäisten tähtiä galaksissamme ja sitten samoissa tähtiluokissa muissa galakseissa, ja sen jälkeen supernovoissa, saat korkeamman arvon: 74 km / s / Mpc. Mutta systemaattinen virhe lähistöllä olevien tähtiä mitattaessa, jopa usean prosentin virhe, voisi vähentää tätä lukua merkittävästi jopa alimpaan ehdotettuun arvoon. Kun ESA Gaia -operaatio jatkaa parallaksin mittaamista ennennäkemätöntä tarkkuutta miljardilla tähdellä galaksissamme, tämä jännitys voi ratkaista yksinään.
Tänään tiedämme Hubblen laajentumisaste melko tarkasti, ja kaksi erilaista menetelmää sen purkamiseksi näyttävät antavan ristiriitaisia arvoja. Tällä hetkellä on meneillään monia eri ulottuvuuksia, jokainen leiri yrittää todistaa tapauksensa ja löytää toisen virheitä. Ja jos historia on opettanut meille jotain, voimme sanoa, että ensinnäkin saamme oppia jotain uutta ja mielenkiintoista maailmankaikkeuden luonteesta, kun tämä kysymys on ratkaistu, ja toiseksi, tämä laajentumisriita ei selvästikään kestää.
ILYA KHEL