Використовуючи новітні технології і методи, команда астрофізиків Клемсонського університету додала новий підхід до кількісного визначення одного з найбільш фундаментальних законів всесвіту.
У статті, опублікованій в «Астрофізичному журналі» вчені Марко Аджелло, Абхішек Десаї, Леа Маркотуллі і Дітер Хартманн спільно з шістьма іншими вченими по всьому світу розробили новий вимір постійної Хаббла, яка використовується для опису швидкості розширення всесвіту.
«Космологія - це розуміння еволюції нашого всесвіту - як вона розвивалася в минулому, що вона робить зараз і що станеться в майбутньому», - сказав Марко Аджелло. "Наші знання засновані на ряді параметрів, включаючи постійну Хаббла, які ми прагнемо виміряти настільки точно, наскільки це можливо. У новій статті наша команда проаналізувала дані, отримані як з орбітальних, так і з наземних телескопів, щоб запропонувати один з новітніх вимірювань того, як швидко розширюється Всесвіт ".
Концепція розширюється всесвіту була висунута американським астрономом Едвіном Хабблом (1889-1953). На початку 20-го століття Хаббл став одним з перших астрономів, які прийшли до висновку, що Всесвіт складається з безлічі галактик. Його подальше дослідження призвело до його найбільш відомого відкриття: галактики віддалялися один від одного зі швидкістю, пропорційною відстані між ними.
Хаббл спочатку оцінив швидкість розширення в 500 кілометрів в секунду на мегапарсек, причому мегапарсек еквівалентний приблизно 3,26 мільйонам світлових років. Хаббл дійшов висновку, що галактика в двох мегапарсеках від нашої галактики віддаляється вдвічі швидше, ніж галактика всього в одному мегапарсеці. Ця оцінка стала відомою як постійна Хаббла, яка вперше довела, що всесвіт розширюється. Відтоді астрономи переглянули її значення безліч разів його - зі змішаними результатами.
За допомогою нових технологій астрономи прийшли до вимірювань, які значно відрізнялися від первинних розрахунків Хаббла - вони уповільнили швидкість розширення до 50-100 кілометрів на секунду на мегапарсек. А в останнє десятиліття ультрасучасні прилади, такі як космічна обсерваторія Планка, значно підвищили точність первинних вимірювань Хаббла.
У статті, озаглавленій «новий вимір постійної Хаббла і вмісту речовини у Всесвіті з використанням позагалактичного фонового ослаблення гамма-випромінювання», дослідники порівняли останні дані про ослаблення гамма-випромінювання з космічного телескопа Фермі і масиву черенківських телескопів (Cherenkov Telescope Array, CTA) для розробки оцінок на основі позакаливного. Ця нова стратегія призвела до значення приблизно 67,5 кілометрів на секунду на мегапарсек.
Гамма-промені - найбільш енергійна форма світла. Позагалактичне фонове світло (EBL) - це космічний «туман», що складається з усього ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного світла, випромінюваного зірками або виходить від пилу, що знаходиться поблизу. Коли гамма-промені і EBL взаємодіють, вони залишають помітний відбиток - поступову втрату потоку - який вчені змогли проаналізувати при формулюванні своєї гіпотези.
«Астрономічна спільнота вкладає дуже великі гроші і ресурси в створення точної космології з усіма різними параметрами, включаючи постійну Хаббла», - сказав Дітер Хартманн, професор фізики і астрономії. "Наше розуміння цих фундаментальних констант визначило всесвіт у тому вигляді, в якому ми його тепер знаємо. Коли наше розуміння законів стає точнішим, наше визначення всесвіту також стає більш точним, що призводить до нових знань і відкриттів ".
Поширеною аналогією розширення Всесвіту є повітряна куля, всіяна плямами, кожна з яких представляє галактику. Коли повітряна куля розширюється, плями віддаляються все далі і далі один від одного.
"Найбільш поширеним переконанням є те, що всесвіт буде продовжувати розширюватися до тих пір, поки все не виявиться так далеко один від одного, що не буде більше спостережуваного світла. У цей момент всесвіт зазнає холодної смерті. Але нам нема про що турбуватися ". Якщо це станеться, то через трильйони років "- каже Абхішек Десаї.
Але якщо аналогія з повітряною кулею вірна, то що саме роздуває повітряну кулю?
«Матерія - зірки, планети, навіть ми - це лише мала частина загального складу всесвіту», - кажуть дослідники.
"Переважна більшість всесвіту складається з темної енергії і темної матерії. І ми вважаємо, що саме темна енергія «роздуває повітряну кулю». Темна енергія відштовхує об'єкти один від одного. Гравітація, яка притягує об'єкти один до одного, є більш потужною силою на місцевому рівні, тому деякі галактики продовжують стикатися. Але на космічних відстанях темна енергія є домінуючою силою ".