Odată ce am descoperit că universul se extinde. După aceea, următorul pas științific a fost determinarea vitezei sau vitezei acestei extinderi. Au trecut mai mult de 80 de ani, dar încă nu am fost de acord asupra acestei probleme. Analizând cele mai mari scări cosmice și studiind cele mai vechi semnale - urmările din Big Bang și corelațiile la scară largă ale galaxiilor - am obținut un număr: 67 km / s / Mpc.
Dar uitându-ne la stele individuale, galaxii, supernove și alte indicatoare directe, obținem un număr diferit: 74 km / s / Mpc. Incertitudinile sunt foarte mici: ± 1 la primul număr și ± 2 la al doilea număr și rămâne o șansă statistică mai mică de 0,1% ca aceste numere să fie reconciliate unele cu altele. Această contradicție ar fi trebuit rezolvată cu mult timp în urmă, dar a persistat încă de la descoperirea universului pentru prima dată.
În 1923, Edwin Hubble a folosit cel mai mare telescop din lume pentru a căuta noi stele în alte galaxii. Probabil, nu ar merita să spunem „galaxii”, pentru că atunci umanitatea nu era sigură de spiralele cerești. În timp ce studia cea mai mare dintre ele - M31, acum cunoscută sub numele de Nebula Andromeda - a văzut prima, apoi cea de-a doua și a treia nouă. Dar cel de-al patrulea a apărut în același loc ca primul, iar acest lucru a fost imposibil, deoarece noile au nevoie de secole sau mai multe pentru reîncărcare. Noua sa a apărut în mai puțin de o săptămână. Încântat, Hubble a tras primul „N” pe care l-a scris și a suprascris „VAR!”. Și-a dat seama că este o stea variabilă și de atunci există fizica stelelor variabile. Hubble a putut calcula distanța până la Andromeda. El a arătat că era exact în afara Calea Lactee și este, evident, o galaxie. A fost cea mai fină observare a unei singure stele din istoria astronomiei.
LP-ul original al lui Edwin Hubble care dezvăluie natura variabilă a unei stele din Andromeda
Hubble și-a continuat activitatea observând stele variabile în multe galaxii în spirală. Alături de liniile lor spectrale deplasate, a început să observe că, cu cât galaxia este mai mare, cu atât se îndepărtează mai repede de noi. Nu numai că a descoperit această lege - cunoscută sub numele de legea lui Hubble - a fost primul care a măsurat rata de expansiune: parametrul Hubble. Numărul pe care l-a primit a fost totuși mare. Foarte mare. Atât de mare încât, dacă ar fi adevărat, ar urma că Big Bang-ul s-a întâmplat în urmă cu doar două miliarde de ani. Evident, nimeni nu ar crede acest lucru, din moment ce avem dovezi geologice conform cărora Pământul are o vechime de peste patru miliarde de ani.
Imagine compusă a emisferei vestice a Pământului vechi de peste 4 miliarde de ani
Video promotional:
În 1943, astronomul Walter Baade a observat îndeaproape stele variabile în afara Calea Lactee și a observat ceva incredibil de important: nu toate cefeidele variabile - tipul folosit de Hubble pentru a determina expansiunea universului - s-au comportat la fel. În schimb, au existat două clase diferite. Și deodată s-a dovedit că constanta Hubble nu era deloc atât de mare pe cât a decis Hubble.
Măsurătorile stelelor variabile de Walter Baade în Andromeda au fost cele mai importante dovezi ale existenței a două populații separate de cefeide și au permis reducerea parametrului Hubble la o valoare mai semnificativă
În schimb, universul s-a extins mai lent, ceea ce înseamnă că a durat mai mult pentru a ajunge la starea lui actuală. Pentru prima dată, Universul a depășit Pământul în vârstă și acesta a fost un semn bun. De-a lungul timpului, rafinările suplimentare au crescut și exponentul Hubble a scăzut treptat, în timp ce vârsta universului a continuat să crească. În cele din urmă, vârsta chiar și a celor mai vechi stele s-a scufundat odată cu epoca universului.
Modificarea estimărilor parametrului Hubble în timp
Povestea nu se termină aici. Știți de ce telescopul spațial Hubble a fost numit astfel? Nu pentru că a fost numit după Edwin Hubble, care a descoperit că universul se extinde. Mai degrabă, deoarece misiunea sa principală a fost măsurarea parametrului Hubble sau a ritmului cu care universul se extinde. Înainte de lansarea telescopului în 1990, existau două tabere care pledau pentru universuri complet diferite: una condusă de Allan Sendage și un univers cu o rată de expansiune de 50 km / s / Mpc și o vârstă de 16 miliarde de ani; celălalt este sub conducerea lui Gerard de Vaucouleur și un univers cu o rată de expansiune de 100 km / s / Mpc și o vârstă sub 10 miliarde de ani. Aceste două tabere erau convinse că taberele opuse făceau erori sistematice în măsurătorile lor și că nu exista un teren de mijloc. Principalul obiectiv științific al telescopului spațial Hubble a fost măsurarea ratei de expansiune o dată pentru totdeauna.
Și a obținut-o. 72 ± 8 km / s / Mpc a fost rezultatul final al proiectului. Astăzi există și mai puține erori sau inexactități, la fel și tensiunea dintre cele două metode diferite. Dacă priviți Universul pe cele mai mari scări, fluctuațiile fundalului microundelor cosmice și oscilațiile acustice ale baronului în aglomerarea galaxiilor, obțineți un număr mai mic: 67 km / s / Mpc. Acesta nu este rezultatul cel mai favorabil, dar valori mai mari sunt destul de posibile.
Dacă te uiți la măsurători directe ale stelelor individuale din galaxia noastră și apoi la aceleași clase de stele din alte galaxii, și apoi la supernovele dincolo de asta, obții o valoare mai mare: 74 km / s / Mpc. Dar o eroare sistematică în măsurătorile stelelor din apropiere, chiar și o eroare de câteva procente, ar putea reduce semnificativ acest număr chiar și la cea mai mică valoare propusă. Deoarece misiunea ESA Gaia continuă să măsoare paralaxia cu o precizie fără precedent a unui miliard de stele în galaxia noastră, această tensiune se poate rezolva de la sine.
Astăzi cunoaștem destul de exact rata de expansiune Hubble și două metode diferite de extragere a acestora par să dea valori contradictorii. Există multe dimensiuni diferite în acest moment, fiecare tabără încercând să-și demonstreze cazul și să găsească greșelile celuilalt. Și dacă istoria ne-a învățat ceva, putem spune că, în primul rând, vom învăța ceva nou și interesant despre natura Universului nostru atunci când această problemă va fi rezolvată și, în al doilea rând, această dispută privind rata de expansiune nu va fi clar ultimul.
ILYA KHEL
