ハッブルからの正確な新しい測定は、宇宙の加速する膨張を確認します。それでもなぜそれが起こっているのかアイデアはありません

Pin
Send
Share
Send

1920年代、エドウィンハッブルは、宇宙が膨張状態にあるという画期的な事実を明らかにしました。アインシュタインの一般相対性理論の結果として最初に予測されたこの確認は、ハッブル定数と呼ばれるようになったものにつながりました。何十年にもわたって、そして適切に名付けられたハッブル宇宙望遠鏡(HST)のような次世代の望遠鏡の配備のおかげで、科学者たちはこの法律の改正を余儀なくされました。

要するに、過去数十年の間に、宇宙をより深く(そして時間をより深く)見る能力により、天文学者は初期の宇宙がどれほど急速に膨張したかについてより正確な測定を行うことができました。そしてハッブルを使用して行われた新しい調査のおかげで、天文学者の国際的なチームは、これまでに宇宙の膨張率の最も正確な測定を行うことができました。

この調査は、2005年からハッブル定数の精度を改善するために探究している国際的な天文学者グループである超新星状態方程式(SH0ES)チームのSupernova H0によって実施されました。望遠鏡科学研究所(STScI)とジョンズホプキンス大学、アメリカ自然史博物館、ニールスボーア研究所、国立光学天文台、および多くの有名な大学や研究機関のメンバーが含まれています。

彼らの発見を説明する研究は最近登場しました 天体物理ジャーナル タイトルの下で「タイプIa超新星距離1.5からRedshift> 1.5 ハッブル宇宙望遠鏡 マルチサイクル国庫プログラム:初期の拡大率」。彼らの研究のために、そして彼らの長期的な目標と一致して、チームは新しくてより正確な「距離ラダー」を構築しようとしました。

このツールは、天文学者が伝統的に宇宙で距離を測定した方法です。これは、セファイド変数などの距離マーカー、つまり固有の明るさと見かけの明るさを比較することで距離を推測できる脈動する星に依存することで構成されます。次に、これらの測定値は、遠方の銀河からの光が赤方偏移される方法と比較され、銀河間の空間がどれだけ速く拡大しているかを判断します。

これから、ハッブル定数が導出されます。 Riessと彼のチームは遠くのはしごを構築するために、新しく分析された天の川の8つのセファイド変光星のハッブルのワイドフィールドカメラ3(WFC3)を使用して視差測定を行いました。これらの星は、以前に研究されたどの星よりも約10倍離れており(地球から6,000〜12,000光年の間)、より長い間隔で脈動しています。

これらの星の揺れを説明する精度を確保するために、チームはハッブルが4年間、6か月ごとに1分間に1000回星の位置を測定する新しい方法を開発しました。次に、チームはこれらの8つの星の明るさをより遠いセファイドと比較し、他の銀河までの距離をより正確に計算できることを確認しました。

新しい技術を使用して、ハッブルは他の星に対するこれらの星の位置の変化を捉えることができました。 RiessがNASAのプレスリリースで説明したように、

「この方法は、視差による非常に小さな変位を測定する機会を繰り返し可能にします。カメラの1か所だけでなく、何千回も2つの星の間隔を測定して、測定の誤差を減らしています。」

以前の調査と比較して、チームは分析された星の数を最大10倍の距離まで拡張することができました。しかし、それらの結果は、2009年に配備されて以来、ビッグバンによって生成された残りの放射である宇宙マイクロ波背景(CMB)を測定してきた欧州宇宙機関(ESA)のプランク衛星によって得られた結果とも矛盾していました。

CMBをマッピングすることで、プランクは宇宙の初期の宇宙の膨張を追跡できました。ビッグバンから378、000年。プランクの結果は、ハッブル定数値がメガパーセクあたり毎秒67キロメートル(330万光年)になるはずであり、メガパーセクあたり毎秒69キロメートル以下である可能性があることを予測しました。

彼らの調査に基づいて、Riesのチームはメガパーセクあたり毎秒73キロメートルの値、9%の差異を取得しました。本質的に、それらの結果は、銀河が初期宇宙の観測によって暗示されるよりも速い速度で動いていることを示しています。ハッブルデータは非常に正確だったため、天文学者は2つの結果のギャップを単一の測定または方法のエラーとして取り除くことはできません。レイスが説明したように:

「コミュニティはこの不一致の意味を理解することに真剣に取り組んでいます...どちらの結果も複数の方法でテストされているため、関連のない一連の間違いを除外しています。これはバグではなく、宇宙の特徴である可能性が高まっています。」

したがって、これらの最新の結果は、これまで知られていなかった力またはいくつかの新しい物理学が宇宙で働いている可能性があることを示唆しています。説明に関して、Reissと彼のチームは3つの可能性を提供しました。それらすべては、私たちの見ることができない宇宙の95%(つまり、ダークマターとダークエネルギー)に関係しています。 2011年、Reissと他の2人の科学者は、宇宙の膨張率が加速していることを1998年に発見したことでノーベル物理学賞を受賞しました。

それと一致して、彼らはダークエナジーが強度の増加とともに銀河を押しやっている可能性があることを示唆しています。別の可能性としては、ニュートリノに似た未発見の素粒子がそこにあるが、素粒子の力の代わりに重力によって通常の物質と相互作用することです。これらの「無菌ニュートリノ」は光速に近い速度で移動し、まとめて「暗黒放射」として知られる可能性があります。

これらの可能性はいずれも、初期宇宙の内容が異なっていたことを意味し、宇宙論モデルの再考を余儀なくされます。現在、Ries氏と同僚は答えを出していませんが、測定値の微調整を続ける予定です。これまでのところ、SHoESチームはハッブル定数の不確実性を2.3%にまで減らしています。

これは、ハッブル宇宙望遠鏡の中心的な目標の1つであるハッブル定数の不確実性の値を減らすのに役立ちました。

したがって、この不一致は新しくて挑戦的な質問への扉を開きますが、それはまた、宇宙を測定することになると私たちの不確実性を大幅に減らします。最終的に、これにより、138億年前の激しい大変動で宇宙が作成された後の宇宙の進化についての理解が深まります。

Pin
Send
Share
Send