Reiz mēs atklājām, ka Visums paplašinās. Pēc tam nākamais zinātniskais solis bija noteikt šīs paplašināšanās ātrumu vai ātrumu. Ir pagājuši vairāk nekā 80 gadi, bet mēs joprojām neesam vienojušies par šo jautājumu. Aplūkojot lielākos kosmiskos mērogus un pētot vecākos signālus - Lielā sprādziena pēcspuldzi un galaktiku liela mēroga korelācijas -, mēs saņēmām vienu numuru: 67 km / s / Mpc.
Bet, aplūkojot atsevišķas zvaigznes, galaktikas, supernovas un citas tiešās norādes, mēs iegūstam atšķirīgu skaitli: 74 km / s / Mpc. Nenoteiktības ir ļoti mazas: ± 1 līdz pirmajam skaitlim un ± 2 līdz otrajam skaitlim, un paliek statistiskā iespēja, ka šie skaitļi tiks savstarpēji saskaņoti, mazāks par 0,1%. Šai pretrunai vajadzēja būt atrisinātam jau sen, taču tā ir saglabājusies kopš brīža, kad pirmo reizi tika atklāta Visuma paplašināšanās.
1923. gadā Edvīns Habls izmantoja pasaulē lielāko teleskopu, lai meklētu jaunas zvaigznes citās galaktikās. Droši vien nebūtu vērts teikt "galaktikas", jo tad cilvēce nebija pārliecināta par debesu spirālēm. Studējot lielāko no tiem - M31, kas tagad pazīstams kā Andromedā miglājs, viņš ieraudzīja pirmo, bet pēc tam otro un trešo jauno. Bet ceturtais parādījās tajā pašā vietā, kur pirmais, un tas nebija iespējams, jo jauno uzlādēšanai nepieciešami gadsimtiem vai vairāk. Viņa jaunais parādījās mazāk nekā nedēļas laikā. Ar sajūsmu Habls izsvītroja pirmo rakstīto “N” un pārrakstīja “VAR!” Viņš saprata, ka tā ir mainīga zvaigzne, un kopš tā laika bija mainīgo zvaigžņu fizika. Habls spēja aprēķināt attālumu līdz Andromedai. Viņš parādīja, ka tas atrodas tieši ārpus Piena ceļa un acīmredzami ir galaktika. Tas bija vislabākais vienas zvaigznes pamanīšana astronomijas vēsturē.
Edvina Habla oriģinālais LP, kas atklāj zvaigznes mainīgo raksturu Andromedā
Habls turpināja darbu, novērojot mainīgās zvaigznes daudzās spirālveida galaktikās. Līdz ar viņu mainītajām spektrālajām līnijām viņš sāka pamanīt, ka jo tālāk ir galaktika, jo ātrāk tā attālinās no mums. Viņš ne tikai atklāja šo likumu - pazīstamu kā Habla likumu - viņš bija pirmais, kurš izmērīja izplešanās ātrumu: Habla parametrs. Viņa saņemtais skaits tomēr bija liels. Ļoti liels. Tik liels, ka, ja tā būtu patiesība, no tā izrietētu, ka lielais sprādziens notika tieši pirms diviem miljardiem gadu. Acīmredzot neviens tam neticētu, jo mums ir ģeoloģiski pierādījumi, ka Zeme vien ir vairāk nekā četrus miljardus gadu veca.
Kompozītais Zemes rietumu puslodes attēls, kas ir vecāks par 4 miljardiem gadu
Reklāmas video:
1943. gadā astronoms Valters Baade cieši novēroja mainīgās zvaigznes ārpus Piena ceļa un pamanīja kaut ko neticami svarīgu: ne visi mainīgie kefeīdi - tips, kuru Habls izmantoja, lai noteiktu Visuma paplašināšanos - uzvedas vienādi. Tā vietā bija divas dažādas klases. Un pēkšņi izrādījās, ka Habla konstante nemaz nebija tik liela, kā Habls bija izlēmis.
Valtera Baade mainīgo zvaigžņu mērījumi Andromedā bija vissvarīgākie pierādījumi par divu atsevišķu kefeīdu populāciju esamību un ļāva Habla parametru samazināt līdz jēgpilnākai vērtībai.
Tā vietā Visums paplašinājās lēnāk, kas nozīmē, ka vajadzēja ilgāku laiku, līdz tas sasniedza pašreizējo stāvokli. Pirmoreiz Visums pārspēja Zemi pēc vecuma, un tā bija laba zīme. Laika gaitā turpināja pilnveidoties un Habla eksponents pakāpeniski samazinājās, kamēr Visuma vecums turpināja pieaugt. Galu galā pat visvecāko zvaigžņu vecums nogrima līdz ar Visuma vecumu.
Kā laika gaitā mainījās Habla parametra aprēķini
Stāsts ar to nebeidzas. Vai jūs zināt, kāpēc Habla kosmiskais teleskops tika nosaukts tieši tā? Ne tāpēc, ka tas tika nosaukts pēc Edvina Habla, kurš atklāja, ka Visums paplašinās. Drīzāk tāpēc, ka tā galvenā misija bija izmērīt Habla parametru jeb Visuma paplašināšanās ātrumu. Pirms teleskopa palaišanas 1990. gadā bija divas nometnes, kas aizstāvēja pilnīgi atšķirīgus Visumus: vienu vadīja Allan Sendage un Visumu ar izplešanās ātrumu 50 km / s / Mpc un vecumu 16 miljardi gadu; otru vada Žerārs de Vaukouleurs un Visums ar izplešanās ātrumu 100 km / s / Mpc un vecumu līdz 10 miljardiem gadu. Šīs divas nometnes bija pārliecinātas, ka pretstatītās nometnes izdarīja sistemātiskas kļūdas mērījumos un vidusceļa nebija. Habla kosmiskā teleskopa galvenais zinātniskais mērķis bija vienreiz un uz visiem laikiem izmērīt izplešanās ātrumu.
Un viņš to panāca. 72 ± 8 km / s / Mpc bija projekta galīgais rezultāts. Mūsdienās ir vēl mazāk kļūdu vai neprecizitāšu, un tāpat ir spriedze starp abām dažādajām metodēm. Ja skatāties uz Visumu lielākos mērogos, kosmiskā mikroviļņu fona svārstības un baronu akustiskās svārstības galaktiku klasteros, jūs iegūstat mazāku skaitli: 67 km / s / Mpc. Tas nav vislabvēlīgākais rezultāts, taču ir pilnīgi iespējamas augstākas vērtības.
Ja skatāties uz atsevišķu zvaigžņu tiešiem mērījumiem mūsu galaktikā un tad uz tām pašām zvaigžņu klasēm citās galaktikās, un pēc tam supernovām ārpus tām, jūs iegūstat augstāku vērtību: 74 km / s / Mpc. Bet sistemātiska kļūda tuvējo zvaigžņu mērījumos, pat vairāku procentu kļūda, varētu šo skaitli ievērojami samazināt pat līdz zemākajai ierosinātajai vērtībai. Tā kā ESA Gaia misija turpina mērīt paralaksu ar nepieredzētu precizitāti miljardam zvaigžņu mūsu galaktikā, šī spriedze var izzust pati.
Šodien mēs diezgan precīzi zinām Habla paplašināšanās ātrumu, un šķiet, ka divas dažādas metodes tā iegūšanai dod pretrunīgas vērtības. Pašlaik notiek daudz dažādu dimensiju, katra nometne mēģina pierādīt savu lietu un atrast otras kļūdas. Un, ja vēsture mums kaut ko ir iemācījusi, mēs varam teikt, ka, pirmkārt, kad šis jautājums tiks atrisināts, mēs uzzināsim kaut ko jaunu un interesantu par mūsu Visuma dabu, un, otrkārt, šis strīds par paplašināšanās ātrumu noteikti netiks Pēdējais.
ILYA KHEL