تلسکوپ هابل دقیق ترین اندازه گیری نرخ انبساط کیهان را انجام داد - وبلاگ ساختمان

به گزارش وبلاگ ساختمان، با بیش از سی سال فعالیت، تلسکوپ فضایی هابل اکنون یکی از دقیق ترین تخمین ها را از نرخ انبساط کیهان ارائه داده است و نشان می دهد که چیزی بنیادین، در درک فعلی ما از جهان گم شده است.

طبق مقاله ای که در استروفیزیکال ژورنال (Astrophysical Journal) منتشر شد، پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ فضایی حرفه ای هابل (Hubble) تخمین زده اند که نرخ انبساط کیهان 73 کیلومتر بر ثانیه در هر مگاپارسک با خطای مثبت یا منفی 1 است.

این بدان معناست که اگر به یک جرم در فاصله 1 میلیون پارسک (3.26 میلیون سال نوری) نگاه کنید، انبساط کیهان باعث می شود که به نظر برسد با سرعت 73 کیلومتر بر ثانیه از شما دور می شود.

پیگیری نرخ انبساط کیهان در دهه 1920 میلادی با مقدار گیری های ستاره شناسان ادوین پی. هابل (Edwin P. Hubble) و ژرژ لومتر (Georges Lemaître) آغاز شد و به همین دلیل هم نرخ انبساط کیهان به نام ثابت هابل شناخته می شود.

در سال 1998 این بررسی منجر به کشف انرژی تاریک (Dark Energy) شد؛ یک نیروی دافعه اسرارآمیز که منشأ سرعت برای انبساط کیهان است. در سال های اخیر حتی به لطف داده های هابل و تلسکوپ های دیگر، اخترشناسان موضوع مهم دیگری را یافتند: اختلاف بین نرخ انبساط مقدار گیری شده در جهان محلی در مقایسه با مشاهدات مستقل درست پس از انفجار بزرگ، که مقدار انبساط متفاوتی را پیش بینی می کنند.

لیشا ورده (Licia Verde) کیهان شناس در ICREA و ICC-دانشگاه بارسلونا گفت: ثابت هابل یک عدد بسیار ویژه است. می توان از آن برای شناسایی کوچک ترین جزئیات و آزمایش کل درک ما از کیهان استفاده کرد. این کار به جزئیات خارق العاده ای نیاز داشت.

این همکاری علمی برای تعیین ثابت هابل، ابرنواختر، H0، برای معادله حالت انرژی تاریک (SHOES) نام دارد که در آن H0 ثابت هابل، مقدار نرخ انبساط کیهان است. آن ها 42 ابرنواختر را به عنوان نشانگرهای فاصله در کیهان رصد کردند. این نوع خاص از رویدادها، تقریبا یک بار در سال روی می دهند و بنابراین هابل تقریبا تمام اتفاقاتی را که در سه دهه گذشته رخ داده، مطالعه کرده است.

آدام ریس (Adam Riess) سرپرست شوز (SHOES) و برنده جایزه نوبل از مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی (STScI) و دانشگاه جان هاپکینز گفت: ما نمونه کاملی از تمام ابرنواخترهای قابل دستیابی برای تلسکوپ هابل را داریم که در 40 سال گذشته دیده شده اند.

او افزود: این همان کاری است که تلسکوپ فضایی هابل با استفاده از بهترین تکنیک هایی که برای انجام آن می دانیم، ساخته شده است. این احتمالا یک فعالیت بزرگ هابل است، زیرا 30 سال دیگر از عمر این رصدخانه طول می کشد تا این حجم نمونه، حتی دو برابر شود.

داده های نرخ انبساط فعلی کیهان اکنون با تنها اندکی بیش از 1 درصد عدم قطعیت، شناخته شده است. با این حال، پیش بینی می شد که نرخ انبساط کیهان کمتر از چیزی باشد که هابل می بیند. یک تخمین کاملا متفاوت از نرخ انبساط کیهان تنها 400 هزار سال پس از مه بانگ، تخمین می زند که نرخ انبساط 67.5 کیلومتر بر ثانیه در هر مگاپارسک با خطای مثبت منفی 0.5 درصد است.

تعیین نیست که چرا این دو عدد مطابقت ندارند، و به گفته دانشمندان با توجه به حجم گسترده نمونه بررسی شده از طریق هابل، تنها یک در میلیون احتمال دارد که ستاره شناسان به دلیل انتخاب نامناسب نشانگرها، اشتباه کرده باشند. تئوری اصلی به ما می گوید که آن ها باید یکسان باشند اما اختلاف موجود نشان می دهد که ممکن است چیز دیگری وجود داشته باشد که ما هنوز باید آن را درنظر بگیریم.

ستاره شناسان در حقیقت با ترکیب مدل استاندارد کیهان شناسی و مقدار گیری های مأموریت پلانک (Planck) آژانس فضایی اروپا که پس زمینه مایکروویو کیهانی را از 13.8 میلیارد سال پیش مشاهده کرد، به مقدار 67.5 با خطای مثبت/منفی 0.5 کیلومتر بر ثانیه در مگاپارسک برای ثابت هابل رسیده بودند.

اکنون داده های دقیق هابل هم که از اجرام کیهانی به عنوان نشانگر فاصله استفاده کرده است، از این تئوری پشتیبانی می کند که اتفاق عجیبی در حال وقوع است که احتمالا شامل فیزیک کاملا تازه می شود و بدین ترتیب این یافته چیزی را که در حال تبدیل شدن به تصویری زیبا و مرتب از تکامل دینامیکی جهان بود تغییر می دهد.

در طول دهه آینده، اخترشناسان مطالعه روی انبساط کیهان را توسعه خواهند داد و فعالیت رصدخانه های تازه و آینده ازجمله تلسکوپ فضایی جیمز وب، این نوید را می دهد که با در اختیار داشتن داده های کافی، بتوانیم دریابیم که در جهان چه می گذرد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از انبساط کیهان

Credit: NASA/Victor Tangermann

منابع: IFL Science