Genişletilmiş Evren Tartışmasında “Sonuçta hiçbir çatışma olmayabilir”

Evrenimiz genişliyor, ancak bu genişlemenin ne kadar hızlı gerçekleştiğini ölçmenin ana yolu farklı cevaplar verdi. Son on yılda, astrofizikçiler kademeli olarak iki kampa ayrıldı: farkın önemli olduğuna inanan ve bunun ölçüm hatalarından kaynaklanabileceğini düşünen.

Uyuşmazlığa hataların neden olduğu ortaya çıkarsa, bu, bir dosyanın nasıl çalıştığına dair temel modelimizi doğrular. Evren o çalışıyor. Başka bir olasılık, çekildiğinde, onu yeniden birleştirmek için bazı yeni, eksik temel fiziğin gerekli olduğunu gösteren bir iplik sunar. Birkaç yıldır, teleskoplardan elde edilen her yeni kanıt, tartışmayı ileri geri sallıyor ve sözde “Hubble gerilimi”ne yol açıyor.

Ünlü bir astronom ve Chicago Üniversitesi’nde Astronomi ve Astrofizik Profesörü John ve Marion Sullivan olan Wendy Friedman, evrenin genişleme hızının bazı orijinal ölçümlerini yaptı ve bu da Hubble sabiti için daha yüksek bir değerle sonuçlandı. Ancak yeni bir inceleme makalesinde kabul edildi Astrofizik Dergisi مجلة, Friedman en son gözlemlere genel bir bakış sunar. Vardığı sonuç: Son gözlemler boşluğu doldurmaya başlıyor.

Bu, sonuçta hiçbir çatışma olmayabileceği ve standart evren modelimizin çok fazla değişikliğe ihtiyacı olmadığı anlamına gelir.

Evrenin genişleme hızına Hubble sabiti denir ve UChicago alum Edwin Hubble, SB 1910, Ph.D. 1917, 1929’da evrenin genişlemesini keşfetmesiyle anılır. Bilim adamları bu oranı tam olarak belirlemek isterler, çünkü Hubble sabiti evrenin yaşı ve zaman içinde nasıl geliştiği ile ilgilidir.

İki ana ölçüm yöntemi için sonuçların farklılaşmaya başladığı son on yılda büyük bir kırışıklık ortaya çıktı. Ancak bilim adamları hala uyumsuzluğun önemini tartışıyorlar.

Hubble sabitini ölçmenin bir yolu, kozmik mikrodalga arka planı olarak adlandırılan Büyük Patlama’dan kalan çok zayıf ışığa bakmaktır. Bu, UChicago liderliğindeki Antarktika Teleskobu gibi tesisler kullanılarak uzayda ve Dünya’da yapıldı. Bilim adamları bu gözlemleri erken evrenin “standart modeline” girebilir ve Hubble sabitinin bugün nasıl olması gerektiğini tahmin etmek için zamanında çalıştırabilir; Megaparsec başına saniyede 67.4 kilometre yanıt alıyorlar.

Diğer yol bakmaktır yıldızlar ve yakın evrendeki galaksiler, mesafelerini ve bizden ne kadar hızlı uzaklaştıklarını ölçer. Friedman, birkaç on yıl boyunca bu yöntemde önde gelen bir uzmandı; 2001’de ekibi, Cepheid adlı yıldızları görüntülemek için Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanarak en dikkat çekici ölçümlerden birini yaptı. Buldukları değer 72 idi. Friedman sonraki yıllarda Sefeidleri ölçmeye devam etti ve her seferinde daha fazla teleskop verisini gözden geçirdi. Bununla birlikte, 2019’da, o ve meslektaşları, adlandırılmış yıldızları kullanarak tamamen farklı bir yönteme dayanan bir cevap yayınladı. kırmızı devler. Fikir, Cepheidleri bağımsız bir şekilde doğrulamaktı.

Kırmızı devler, hızla sönmeden önce her zaman aynı en yüksek parlaklığa ulaşan çok büyük, parlak yıldızlardır. Bilim adamları kırmızı devlerin gerçek veya içsel tepe parlaklığını doğru bir şekilde ölçebilirse, daha sonra ev sahibi galaksilere olan mesafeleri ölçebilirler, bu da denklemin önemli ama zor bir parçası. Asıl soru, bu ölçümlerin ne kadar doğru olduğudur.

Bu hesaplamanın 2019’daki ilk versiyonu, kırmızı dev yıldızların parlaklığını kalibre etmek için çok yakın tek bir gökada kullandı. Son iki yılda, Friedman ve işbirlikçileri birkaç farklı galaksi ve yıldız grubu için sayıları çalıştırdı. Friedman, “Artık bir kırmızı devin parlaklığını kalibre etmenin dört bağımsız yolu var ve bunlar birbirlerinin %1’ini kabul ediyor” dedi. “Bu bize bunun mesafeyi ölçmenin gerçekten iyi bir yolu olduğunu gösteriyor.”

Friedman, “Hem Cepheidlere hem de Kızıl Dev’e gerçekten dikkatle bakmak istedim. Güçlü ve zayıf yanlarını çok iyi biliyorum” dedi. “Yerel ve uzak genişleme oranlarındaki farklılıkları açıklamak için yeni temel fiziğe ihtiyacımız olmadığı sonucuna vardım. Yeni kırmızı devin verileri bunların tutarlı olduğunu gösteriyor.”

Çapa galaksilerdeki kırmızı dev yıldızların ölçümlerini yapan Chicago Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Taylor Hoyt, “Kızıl dev dal yıldızlarını çeşitli şekillerde ölçmeye ve test etmeye devam ediyoruz ve onlar beklentilerimizi aşmaya devam ediyor” diye ekledi.

Friedman’ın ekibi tarafından kırmızı devler üzerinde elde edilen Hubble sabitinin değeri 69.8 km/s/mcm’dir – bu, kozmik mikrodalga arka plan deneyinden elde edilen değerle yaklaşık olarak aynıdır. Friedman, “Yeni fiziğe gerek yok” dedi.

Cepheid yıldızlarını kullanan hesaplamalar hala daha yüksek rakamlar veriyor, ancak Friedman’ın analizine göre fark endişe verici olmayabilir. “Sepheid yıldızları her zaman biraz daha gürültülü ve tam olarak anlaşılması biraz daha karmaşık olmuştur; onlar galaksilerdeki aktif yıldız oluşum bölgelerinde bulunan genç yıldızlardır ve bu, diğer yıldızlardan gelen toz veya kirlilik gibi şeylerin bir potansiyel olduğu anlamına gelir. ölçülerinizden kurtulun,” diye açıkladı.

Ona göre, çatışma daha iyi verilerle çözülebilirdi.

Gelecek yıl, James Webb Uzay Teleskobu’nun fırlatılması beklendiğinde, bilim adamları bu yeni gözlemleri toplamaya başlayacaklar. Friedman ve işbirlikçileri, hem Cepheid dev yıldızlarının hem de kırmızı dev yıldızların daha fazla ölçümünü yapmak için büyük bir program için teleskopta zaten zaman buldular. “Webb bize daha yüksek hassasiyet ve doğruluk sağlayacak ve veriler çok yakında gerçekten daha iyi hale gelecek” dedi.

Ancak bu arada, mevcut verilere daha yakından bakmak istedi ve bulduğu şey, çoğunun aslında aynı fikirde olduğuydu.

Friedman, “Bilim böyle gidiyor” dedi. “Bir şeyin sönüp sönmediğini görmek için lastikleri tekmeliyorsunuz ve şu ana kadar patlak yok.”

İçsel uyumsuzluktan yana olan bazı bilim adamları hayal kırıklığına uğrayabilir. Ancak Friedman için her iki cevap da heyecan verici.

“Hala yeni fizik için yer var, ancak yeni fizik için yer olmasa bile, Standart Modelimizin temelde doğru olduğunu gösterecek ve bu da yapılması gereken derin bir sonuçtur” dedi. “İşte bilimle ilgili ilginç olan şey: Cevapları önceden bilmiyoruz. Gittikçe öğreniyoruz. Bu alanda olmak gerçekten heyecan verici bir zaman.”