En supernovaeksplosjon og svingninger i rom-tid generert ved sammenslåing av to nøytronstjerner har hjulpet forskere med å måle ekspansjonshastigheten til universet nøyaktig. Fremtidige målinger av denne typen vil bidra til å løse kosmologiens viktigste paradoks, sier forskere i tidsskriftet Nature Astronomy.
Tilbake i 1929 beviste den berømte astronomen Edwin Hubble at universet vårt ikke står stille, men gradvis utvider seg. På slutten av forrige århundre oppdaget astrofysikere og observerte supernovaer av type I, at den ikke utvides med konstant hastighet, men med akselerasjon. Årsaken til dette i dag anses for å være "mørk energi" - et mystisk stoff som får rom-tid til å strekke seg raskere og raskere.
I juni 2016 beregnet nobelprisvinneren Adam Riess og hans kolleger som oppdaget dette fenomenet den eksakte utvidelsesgraden av universet i dag ved å bruke variable Cepheid-stjerner i Melkeveien og i nærliggende galakser, hvis avstand kan beregnes med ultrahøy presisjon.
Denne foredlingen ga et ekstremt uventet resultat - det viste seg at to galakser, atskilt med en avstand på omtrent 3 millioner lysår, spredte seg med en hastighet på omtrent 73 kilometer i sekundet. I år publiserte de oppdaterte resultater av observasjoner, der denne verdien ble enda høyere - 74 kilometer i sekundet.
De nye målingene fra Riesz og hans kolleger viste seg å være nesten 10% høyere enn dataene som ble oppnådd med WMAP og Planck i bane-teleskoper - 69 kilometer i sekundet, og det kan ikke forklares ved å bruke våre nåværende ideer om arten av mørk energi og mekanismen for fødselen av universet.
Disse avvikene har fått kosmologer til å tenke på to mulige måter å forklare denne avviket på. På den ene siden er det ganske mulig at målingene til Planck eller Riesz og hans kolleger er feilaktige eller ufullstendige. På den annen side er det ganske tillatt at et tredje "mørkt" stoff, forskjellig fra mørk materie og energi, kunne eksistere i det tidlige universet, så vel som at det siste kunne være ustabilt og gradvis forfalle.
Kenta Hotokezaka fra Princeton University (USA) og hans kolleger gjorde dette problemet enda mer akutt og kontroversielt ved å gjøre de første relativt nøyaktige målingene av universets utvidelsesgrad ved hjelp av LIGO gravitasjonsobservatorium og en rekke "konvensjonelle" optiske teleskoper.
De første målingene av denne typen, ifølge astrofysiker, ble utført av forskere på slutten av 2017, da LIGO registrerte et burst generert ved sammenslåing av to nøytronstjerner, og hundrevis av bakkebaserte og romteleskoper klarte å lokalisere sin kilde i galaksen NGC 4993 i stjernebildet Hydra.
Salgsfremmende video:
De første LIGO-målingene var i nærheten av dataene som ble innhentet av Rieszs team, som mange forskere vurderte ytterligere bevis på at universets ekspansjonshastighet kunne endre seg markant. Hotokezaka og kollegene har funnet ut at dette ikke nødvendigvis er tilfelle ved å spore ikke bare gravitasjonsbølger, men også lysglimtet og frigjøring av materie generert av denne katastrofen.
I disse observasjonene ble forskere hjulpet av det faktum at denne strømmen av glødende plasma, en stråle på fysikernes språk, ikke var rettet direkte mot jorden, men noe borte fra den. Takket være dette ser det ut for observatører på planeten vår at den beveger seg omtrent fire ganger raskere enn lysets hastighet, og "krenker" relativitetsteorien, som en solstråle eller en skygge.
Denne egenskapen til utslipp, kombinert med måling av "tykkelsen" av jet ved startpunktet, gjør det mulig å bestemme nøyaktig hvilken retning den ble rettet i forhold til jorden og måle dens hastighet. Alle disse dataene på sin side lar oss spesifisere avstanden til kilden til gravitasjonsbølger og mer nøyaktig beregne hvor mye de "strakk" seg under reisen fra galaksen NGC 4993 til Jorden.
Slike avgrensninger, som Hotokezaka bemerker, brakte en stor overraskelse - verdien av Hubble-konstanten ble nærmere ikke målingene til Riesz og hans kolleger, men resultatene fra Planck og andre teleskoper som observerte mikrobølgeekkoet fra Big Bang.
På den ene siden kan dette virkelig bety at nobelprisvinneren og hans kolleger tar feil, men på den annen side er nøyaktigheten av "gravitasjonsmessige" målinger fortsatt merkbart lavere - den er omtrent 7% enn den for de og andre deltakere. av denne universelle tvisten (mindre enn 2%). De nåværende resultatene, understreker forskeren, tilsvarer begge teoriene, men situasjonen vil endre seg i løpet av den nærmeste fremtiden.
I henhold til de nåværende estimatene fra de vitenskapelige teamene til LIGO og dets italienske "fetter" ViRGO, bør begge gravitasjonsobservatoriene finne omtrent ti slike hendelser i året. Følgelig kan vi i løpet av de neste 2-3 årene håpe at observasjoner av sammenslåinger av nøytronstjerner vil hjelpe oss til utvetydig å finne ut om det er en "ny fysikk" i utvidelsen av universet eller ikke, konkluderer forfatterne av artikkelen.
