Habla konstante ir vienība, kas apraksta, cik ātri Visums paplašinās dažādos attālumos no noteikta kosmosa punkta. Tas ir viens no galvenajiem akmeņiem mūsu izpratnē par Visuma evolūciju - un pētnieki ir ieslodzīti debatēs par tā patieso vērtību.
Kā tika atklāta Habla konstante
Habla konstante pirmo reizi tika aprēķināta 20. gadsimta 20. gados amerikāņu astronoma Edvina Habla aprēķinā. Viņš atklāja, ka izplūdušie, mākoņiem līdzīgie debess objekti ir tālu galaktikas, kas atrodas ārpus mūsu Piena Ceļa galaktikas, vēsta NASA.
Iepriekš amerikāņu astronome Henrietta Leavitt parādīja, ka īpašajām zvaigznēm, ko sauc par Cepheid mainīgajiem, kuru spožums regulāri palielinās un krītas, bija cieša korelācija starp to variācijas periodu un to iekšējo spilgtumu. Zinot, cik spožs ir cefeīds un cik blāva ir tā gaisma, kad to redz no zemes, Habls spēja noteikt Kefeida attālumu.
Tas, ko atklāja Habls, bija ievērojams. Visas galaktikas Visumā, šķiet, attālinājās no mūsu planētas. Turklāt, jo tālāk bija galaktika, jo ātrāk tā attālinājās. Šis novērojums, ko Habla izdarīja 1929. gadā, kļuva par pamatu tā dēvētajam Habla likumam, kurā teikts, ka pastāv saistība starp attālumu, kādā objekts kosmosā atrodas no mums, un ātrumu, ar kādu tas atkāpjas, saskaņā ar paskaidrojumu. no Kornela universitātes.
Starp citu, Zeme neatrodas kādā priviliģētā vietā Visuma centrā. Ikviens novērotājs jebkurā kosmosa vietā redzēs, ka debesu būtnes attālinās ar ātrumu, kas palielinās līdz ar attālumu.
Izmantojot savus datus, Habls mēģināja noteikt konstantu, kas tiek uzrādīts viņa vārdam, kosmologu vienībās iegūstot aptuveni 342 000 mph / miljonā gaismas gadu vai 501 kilometru sekundē uz megaparsec (Mpc). (Megaparsecs ir vienāds ar 3,26 miljoniem gaismas gadu.) Precīzāki mūsdienu paņēmieni ir uzlabojuši šo sākotnējo mērījumu un parādījuši, ka tas bija apmēram 10 reizes par augstu.
Kāpēc Habla konstante turpina mainīties?
Bet par to, cik tieši Habla atteicās, joprojām ir strīda jautājums. Deviņdesmitajos gados astronomi atklāja, ka attālās supernovas ir tumšākas un tāpēc tālāk, nekā bija aizdomājies. Šis atradums liecināja, ka Visums ne tikai paplašinājās, bet arī paātrinājās. Rezultāts prasīja Visuma kosmologu modeļos pievienot tumšo enerģiju - noslēpumainu spēku, kas spiež visu kosmosā.
Pēc šī pārsteiguma pētnieki mēģināja noteikt kosmiskā paātrinājuma ātrumu, lai noskaidrotu, kā Visums sākās un attīstījās, un kāds būs tā galīgais liktenis. Dati no Cepheid mainīgajiem un citiem astrofiziskiem avotiem aprēķināja, ka Habla konstante ir 50 400 mph uz miljonu gaismas gadu (73,4 km / s / Mpc) 2016. gadā.
Bet, izmantojot informāciju no Eiropas Kosmosa aģentūras Planck satelīta, ir iegūts alternatīvs numurs. Kosmosa kuģis pēdējos 10 gadus ir pavadījis, veicot kosmiskā mikroviļņu fona mērījumus - Lielā sprādziena atbalsi, kas satur datus par Visuma pamatparametriem. Planks konstatēja, ka Habla konstante ir 46 200 mph uz miljonu gaismas gadu (67,4 km / s / Mpc) 2018. gadā.
Abas vērtības varētu nešķist ļoti atšķirīgas. Bet katra no tām ir ārkārtīgi precīza, un tajās nav kļūdu joslu pārklāšanās. Ja Kefeida aprēķins ir nepareizs, tas nozīmē, ka visi astronomu veiktie attāluma mērījumi kopš Habla dienām ir bijuši nepareizi. Ja otrais novērtējums ir nepareizs, tad fiziķu Visuma modeļos būtu jāievieš jauna un eksotiska fizika. Pagaidām neviena zinātnieku komanda, kas noteica skaitļus, nav gatava atzīt nekādas būtiskas mērījumu kļūdas.
2019. gada jūlijā astronomi izmantoja jaunu paņēmienu, lai nākt klajā ar jaunu Habla konstantes aprēķinu. Pētnieki pētīja sarkano milzu zvaigžņu gaismu, kuras visas dzīves beigās sasniedz tādu pašu maksimālo spilgtumu. Tas nozīmē, ka astronomi, tāpat kā cefeīdi, var apskatīt, cik blāvas sarkanās milzu zvaigznes parādās no Zemes, un novērtēt to attālumu. Jaunā vērtība atradās tieši starp diviem vecajiem - 47 300 mph uz miljonu gaismas gadu (69,8 km / s / Mpc) -, taču zinātnieki vēl nav paziņojuši par uzvaru.
"Mēs gribējām izgatavot šķēršļu atdalītāju," Barry Madore, Čikāgas universitātes astronoms un komandas loceklis, kas veica jaunākos mērījumus, pastāstīja Live Science. "Bet tas neteica, ka šī puse vai tā puse ir pareiza. Tā teica, ka ir daudz vairāk slīpuma, nekā visi domāja iepriekš."
Debates turpinās. Daži ir ierosinājuši, ka Lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO), kas apskata rīboņus kosmosa laika audumā, ko attālās neitronu zvaigznes sastumj viena otrai, varētu sniegt citu neatkarīgu datu punktu. Citi meklē gravitācijas objektīvu, kas rodas, kad ārkārtīgi masīvi priekšmeti liekas un deformējas telpas laikā kā palielināmais stikls, piedāvājot palūrēt entītijas vēl tālāk, lai novērstu neatbilstību. Bet šobrīd neviens nav pilnīgi pārliecināts, kur un kad parādīsies galīgā atbilde par Habla konstanci.
