Η διαστολή του σύμπαντος μέσα από τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Gaia

Η σύγχρονη κοσμολογία ξεκίνησε το 1929 με την δημοσίευση του Edwin Hubble που είχε ως τίτλο «Μια σχέση ανάμεσα στην απόσταση και την ακτινική ταχύτητα των εξωγαλαξιακών νεφελωμάτων».
Ο Hubble ανακάλυψε πως το σύμπαν διαστέλλεται, προσδιορίζοντας την σχέση ανάμεσα στην απόσταση ενός γαλαξία και της ταχύτητας με την οποία απομακρύνεται από εμάς. Η εξίσωση που εκφράζει το νόμο του Hubble είναι η

v = H d

όπου
v η ταχύτητα απομάκρυνσης του γαλαξία
d η απόσταση του γαλαξία και
Η μια σταθερά που ονομάζεται σταθερά του Hubble.

Μέτρο του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος είναι η σταθερά του Hubble.

Η σταθερά του Hubble (η οποία έχει άμεση σχέση με την ηλικία του σύμπαντος) υπολογίζεται συνήθως
(α) από την μελέτη των δεδομένων μετατόπισης προς το ερυθρό σε συνδυασμό με τους δείκτες των αποστάσεων στο σύμπαν (Kηφείδες , Σουπερνόβα τύπου Ια) και
(β) από την μελέτη των διακυμάνσεων στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου ή τις συσχετίσεις των δομών μεγάλης κλίμακας που οφείλονται στις βαρυονικές ακουστικές ταλαντώσεις.

Η πρώτη μέθοδος δίνει μια σχετικά «υψηλή» τιμή της σταθεράς του Hubble από 72 έως 75 km/s/Mpc, ενώ με την δεύτερη προκύπτει η «χαμηλή» τιμή της σταθεράς Hubble: 66 έως 68km/s/Mpc.

Όπως βλέπουμε οι τιμές των δυο ανεξάρτητων μεθόδων διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους, και το σίγουρο είναι πως πρέπει να υπάρχει κάποιο λάθος ή σφάλμα ή προκατάληψη που προς το παρόν αγνοούμε.

Μια τρίτη μέθοδος υπολογισμού της σταθεράς Hubble χρησιμοποιώντας τις πρόσφατες ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων έδωσε την τιμή 70 (62 έως 80) km/s/Mpc, αλλά με μεγάλο σφάλμα. Προς το παρόν αυτή η εκτίμηση δεν ευνοεί καμία από τις προηγούμενες μεθόδους, αφού βρίσκεται ακριβώς στην μέση!


Μετρώντας την διαστολή του σύμπαντος με βαρυτικά κύματα (www.ligo.org). Παρεμπιπτόντως, οι ερευνητές Salvatore Vitale και Hsin-Yu Chen, σε μια πρόσφατη δημοσίευσή τους δείχνουν πως τα δεδομένα συγχώνευσης άστρων νετρονίων με μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να βελτιώσουν την τιμή της σταθεράς Hubble.

Mια τελευταία δημοσίευση των ερευνητών Adam G. Riess et al, με τίτλο «Milky Way Cepheid Standards for Measuring Cosmic Distances and Application to Gaia DR2: Implications for the Hubble Constant», εξετάζει τα δεδομένα των ισχυρότερων διαστημικών τηλεσκοπίων, το Hubble της NASA και Gaia της ESA, και προτείνει μια ακριβέστερη τιμή της σταθεράς Hubble, με την κλασική μέθοδο: βελτιώνοντας την εκτίμηση των αποστάσεων των Κηφείδων, που χρησιμοποιούνται στον προσδιορισμό των αποστάσεων των γαλαξιών που απομακρύνονται από εμάς.

Η τιμή που προέκυψε από την εργασία αυτή είναι 73.83 ± 1.48 km/s/Mpc. Πρόκειται για μια μέτρηση της σταθεράς Hubble που εμφανίζει το μικρότερο σφάλμα (2.2%), μέχρι σήμερα .

Η ερευνητική ομάδα του Riess έχει βάλει ως στόχο μέχρι τις αρχές του 2020, τον προσδιορισμό της σταθεράς του Hubble με σφάλμα μικρότερο του 1%!

πηγή: physicsgg.me

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/hubble-and-gaia-team-up-to-fuel-cosmic-conundrum