ESA/האבל, נאס"א, Suyu et al.
על ידי מדידת האופן שבו האור מתכופף סביב גלקסיות רחוקות, קבוצה של אסטרונומים אימתה ממצאים קודמים שהיקום שלנו לא רק הולך וגדל, אלא מתרחב בקצב מהיר הרבה יותר ממה שחשבו קודם לכן.
הבעיה היחידה היא שהחישובים החדשים האלה לא תואמים את ההערכות שנעשו על ידי תצפיות קודמות, מה שמרמז שמשהו לא בסדר במדידות שלנו, או שאנחנו בוחנים כעת את ההשפעות של פיזיקה חדשה מעבר ל-.
אנחנו יודעים כבר כמעט מאה שנה שהיקום הולך וגדל - מאז האסטרונום הבלגיז'ורז' למאיטרחשב שמתיחה של גלי אור מגלקסיות רחוקות פירושה שהחלל מתרחק מאיתנו לכל הכיוונים.
ובכל זאת תשעה עשורים, אנחנו עדיין לא בטוחים בדיוק מה גורם לחלל להתנפח כמו שהוא עושה. ונראה שההרחבה הזו מואצת.
עבודה שנעשתה על ידי חתן פרס נובלבריאן שמידטעִםניקולס ב סנצףבשנות ה-90 תרם למודל המצביע על כך שהתפשטות היקום אינה מואטת, אלא מואצת.
השאלה המתמשכת כעת היא: באיזו מהירות בדיוק מואצת ההתפשטות של היקום?
שיעור זה של התרחבות מוגברת מתואר על ידי.
"קבוע האבל הוא מכריע לאסטרונומיה המודרנית מכיוון שהוא יכול לעזור לאשר או להפריך אם תמונת היקום שלנו - מורכבת מ,וחומר רגיל - הוא למעשה נכון, או אם חסר לנו משהו מהותי"אמרה החוקרת הראשית שרי סויוממכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה בגרמניה.
אבל יש בעיה עם הקבוע של האבל - פיזיקאים לא ממש יכולים להסכים על מספר.
מחקר משנת 2016 המבוסס על נתונים מטלסקופ החלל האבל בשנה שעברה הביא את אחד מהמחקרים שבהםהערכות מדויקות של קבוע האבל עד כה,אבל היא לא הסכימה על פי תצפיות שנעשו על ידי טלסקופ פלאנק, שמודד את זה של היקוםקרינת רקע קוסמית.
זה אומר שהפיזיקה הנוכחית שלנו לא יכלה להסביר איך היקום יכול להתרחב במהירות כפי שציין טלסקופ האבל.
ללא דרך ליישר את המספרים הללו, הפיזיקאים לא היו בטוחים שהם באמת מבינים כיצד פועל היקום.
בזמן גילוי האבל בשנה שעברה, זוכה פרס נובלאדם ריס הסביר: "אתה מתחיל בשני קצוות, ואתה מצפה להיפגש באמצע אם כל הציורים שלך נכונים והמידות שלך נכונות. אבל עכשיו הקצוות לא ממש נפגשים באמצע ואנחנו רוצים לדעת למה."
כדי לנסות להבין אחת ולתמיד מה קורה, סויו ועמיתיה השתמשו בטכניקה מעט שונה למדידת קבוע האבל.
במקום למדוד את האור ישירות, קבוצה של אסטרונומים מהשמות הנפלאיםH0LiCOWשיתוף פעולה (אשר מייצג H0עדשות במעיין של COSMOGRAIL) השתמשו בדרך שבה האור מתכופף סביב בארות הכבידה של חמש גלקסיות רחוקות כדי למדוד באיזו מהירות הן מתרחבות מאיתנו.
הגלקסיות נבחרו בשל מיקומן בינינו ומרוחקות יותרקוואזרים- אזורים סופר בהירים של החלל בלב גלקסיות אחרות.
הודות לאופן שבו כוח הכבידה מעוות את החלל כמו כדור באולינג מטפורי על מזרון, האור מהקוואזרים כופף בעקומה סביב הגלקסיות צפופות הכבידה, בתופעה שנקראת עדשות כבידה.
בהתחשב בכך שגלקסיות אינן עגולות לחלוטין, זה הציג לאסטרונומים תמונות מרובות של כל קוואזר מרוחק.
כל תמונה הייתה תמונת מצב של אור, שלקחה נתיב מעט שונה מסביב לגלקסיה. אז ככל שהבהירות של הקוואזר השתנתה, אסטרונומים יכלו להשתמש בתמונות המרובות כדי לחשב את קבוע האבל - באיזו מהירות הגלקסיות מתרחקות מאיתנו.
"השיטה שלנו היא הדרך הפשוטה והישירה ביותר למדוד את קבוע האבל מכיוון שהיא משתמשת רק בגיאומטריה ו, אין הנחות אחרות,"מסביר אחד מהצוות, פרדריק קורבין מ- Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne בשוויץ.
באמצעות תצפיות חדשות אלו, הצוות הצליח לעדכן את האומדן הקבוע של האבל ל-71.9 ± 2.7 ק"מ לשנייה לשנייה.megaparsec(44.6 ± 1.7 מיילים לשנייה למגה-פארסק). מגה-פארסק אחד הוא בערך 3.3 מיליון שנות אור.
הערכה זו דומה מאוד ל-הערכת טלסקופ האבלשנעשתה בשנה שעברה. ובזכות המדידות המדויקות החדשות, הצוות הצליח לחשב שהנתון הזה היה מדויק ל-3.8 אחוזים.
אבל למרות כמה הדמות בטוחה, היא עדיין לא תואמת את המספר שחזה טלסקופ פלאנק, שמסתכל על הקרינה שנותרה.
הנתונים הללו מצביעים על כך שקצב ההתפשטות איטי יותר - בשנה שעברה, טלסקופ פלאנקאומדן עבור קבוע האבלהיה 67.8 ± 0.9 ק"מ לשנייה למגה-פרסק (42.1± 0.5 מייל לשנייה למגה-פארסקה).
אז עכשיו, כשתוצאות נוספות אישרו את הפער הזה בשני המספרים, מה זה אומר?
זה יכול להיות אחד מכמה דברים - ההנחות שנעשו בזמן חישוב קבוע האבל של פלאנק עלולות להיות שגויות. או שאולי אנחנו פשוט רואים תנודה סטטיסטית.
או, מסקרן יותר, אי ההתאמה עשויה להיות תוצאה של פיזיקה חדשה לגמרי שעדיין לא נחשף, שמשפיעה על האופן שבו היקום צומח.
"קצב ההתפשטות של היקום מתחיל כעת להימדד בדרכים שונות בדיוק כה גבוה עד שפערים ממשיים עשויים להצביע על פיזיקה חדשה מעבר לידע הנוכחי שלנו על היקום."אמרה סויו.
הצוות מתכנן כעת לצמצם את מרווח הטעות על ידי ביצוע אותן מדידות על עד 100 קוואזרים, כדי לראות אם קבוע האבל שלהם נשאר עקבי.
"אם אתה עדיין רואה משהו כאשר פסי השגיאה מתכווצים, אולי זו פיזיקה חדשה, מעבר למודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה,"אמר חבר הצוותכריס פאסנכט מאוניברסיטת קליפורניה, דייויס.
מחקר זה יתפרסם בסדרת מאמרים ב-הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיההשבוע. אבל אתה יכול לקרוא את העיתונים באינטרנט עכשיוכָּאן,כָּאן, וכָּאן.
