Hubbleova konštanta je jednotka, ktorá popisuje, ako rýchlo sa vesmír rozširuje v rôznych vzdialenostiach od určitého bodu v priestore. Je to jeden z kľúčových kameňov v našom chápaní vývoja vesmíru - a vedci sa zaplietajú do diskusie o jej skutočnej hodnote.
Ako bola objavená Hubbleova konštanta
Hubbleovu konštantu prvýkrát vypočítal americký astronóm Edwin Hubble v 20. rokoch 20. storočia. Podľa NASA zistil, že fuzzy nebeské nebeské objekty sú vzdialené galaxie, ktoré sa nachádzajú mimo našej vlastnej galaxie Mliečnej dráhy.
Predtým americký astronóm Henrietta Leavitt ukázal, že špeciálne hviezdy zvané Cepheidove premenné, ktorých svietivosť pravidelne stúpa a klesá, majú úzku koreláciu medzi obdobím ich variácie a ich vnútorným jasom. Keď Hubble vedel, ako je Cefeid skutočne jasný a aké je slabé jeho svetlo, keď bol videný zo Zeme, bol schopný odvodiť Cefeidovu vzdialenosť.
To, čo Hubble zistil, bolo pozoruhodné. Zdá sa, že všetky galaxie vo vesmíre sa sťahujú z našej planéty. Ďalej, čím ďalej bola galaxia, tým rýchlejšie ustupovala. Toto pozorovanie, ktoré Hubble urobil v roku 1929, sa stalo podľa základu základom toho, čo sa nazýva Hubbleov zákon, ktorý hovorí, že existuje vzťah medzi vzdialenosťou, ktorú objekt vo vesmíre je od nás, a rýchlosťou, akou ustupuje. z Cornell University.
Mimochodom, Zem nie je na nejakom privilegovanom mieste v strede vesmíru. Každý pozorovateľ na ktoromkoľvek mieste vo vesmíre uvidí, že nebeské entity sa vzdialia rýchlosťou, ktorá sa zvyšuje so vzdialenosťou.
Hubble sa na základe svojich údajov pokúsil odhadnúť konštantu, ktorá nesie jeho meno, v kozmologických jednotkách s hodnotou okolo 342 000 mph na milión svetelných rokov alebo 501 kilometrov za sekundu na megaparsec (Mpc). (Megaparsec sa rovná 3,26 milióna svetelných rokov.) Presnejšie moderné techniky vylepšili toto počiatočné meranie a ukázali, že bolo približne desaťkrát príliš vysoké.
Prečo sa Hubbleova konštanta neustále mení
Ale presne koľko Hubbleovho zhasol, zostáva otázkou sporu. V 90. rokoch astronómovia objavili, že vzdialené supernovy boli slabšie, a preto boli ďalej, ako sa pôvodne predpokladalo. Toto zistenie naznačovalo, že vesmír sa nielen rozširoval, ale tiež sa zrýchľoval vo svojej expanzii. Výsledok si vyžadoval pridanie temnej energie - záhadnej sily, ktorá všetko roztrieštila vo vesmíre - do kozmologických modelov vesmíru.
Po tomto prekvapení sa vedci pokúsili obmedziť rýchlosť kozmického zrýchlenia, zistiť, ako sa vesmír začal a vyvíjal a aký bude jeho konečný osud. Údaje z Cefeidových premenných a iných astrofyzikálnych zdrojov vypočítali Hubbleovu konštantu v roku 2016 na 50 400 mph na milión svetelných rokov (73,4 km / s / Mpc).
Na základe informácií zo satelitu Planck Európskej vesmírnej agentúry sa však odvodilo alternatívne číslo. Kozmická loď strávila posledných 10 rokov meraním kozmického mikrovlnného pozadia - ozvenou od Veľkého tresku, ktorá obsahuje údaje o základných parametroch vesmíru. Planck zistil, že v roku 2018 bola Hubbleova konštanta 46 200 mph na milión svetelných rokov (67,4 km / s / Mpc).
Tieto dve hodnoty sa nemusia zdať veľmi odlišné. Každá z nich je však mimoriadne presná a medzi chybovými pruhmi sa neprekrývajú. Ak je Cefeidov odhad nesprávny, znamená to, že všetky merania vzdialenosti astronómov boli nesprávne od čias Hubblovho dňa. Ak je druhý odhad nesprávny, potom by sa do fyzikálnych modelov vesmíru musela zaviesť nová a exotická fyzika. Doteraz žiadny tím vedcov, ktorí určili čísla, nebol ochotný pripustiť žiadne väčšie chyby merania.
V júli 2019 astronómovia použili novú techniku, aby prišli s novým výpočtom Hubbleovej konštanty. Vedci študovali svetlo červených gigantických hviezd, ktoré na konci svojho života dosiahli rovnaký maximálny jas. To znamená, že tak ako v prípade Cefeidov, aj astronómovia sa môžu pozrieť na to, ako sa zo Zeme objavujú tmavé červené obrie hviezdy a odhadujú ich vzdialenosť. Nová hodnota bola medzi dvoma starými - 47 300 km / h na milión svetelných rokov (69,8 km / s / Mpc) - vedci zatiaľ zatiaľ nevyhlásili víťazstvo.
„Chceli sme urobiť tiebreakera,“ povedal Barry Madore, astronóm z University of Chicago a člen tímu, ktorý vykonal posledné meranie. „Ale nehovorilo to, že táto strana alebo táto strana je správna. Hovorilo sa, že je oveľa viac spádových, ako si všetci predtým mysleli.“
Diskusia pokračuje. Niektorí navrhli, že gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferometrom (LIGO), ktoré sa zameriava na vlnky v štruktúre časopriestoru spôsobené zrážkou vzdialených neutrónových hviezd, by mohlo poskytnúť ďalší nezávislý dátový bod. Iní hľadajú gravitačné šošovky, ktoré sa vyskytujú, keď sa extrémne masívne predmety ohýbajú a deformujú časopriestor ako zväčšovacie sklo, poskytujú pohľad na entity ešte ďalej, aby odstránili rozpor. Momentálne si však nikto nie je úplne istý, kde a kedy sa objaví konečná odpoveď na Hubbleovu konštantu.
