Neitronu zvaigznes kliedz kosmosa laika viļņos, kad viņi nomirst, un astronomi ir ieskicējuši plānu, kā izmantot savu gravitācijas agoniju, lai izsekotu Visuma vēsturi. Pievienojieties mums, kad mēs izpētīsim, kā pārvērst viņu sāpes mūsu kosmoloģiskajā peļņā.
Kosmologi ir apsēsti ar standartiem. Šīs apsēstības iemesls meklējams viņu darbietilpīgajos mēģinājumos izmērīt galējos attālumus mūsu Visumā. Paskaties uz nejaušu zvaigzni vai galaktiku. Cik tālu tas atrodas? Vai tas ir tuvāk vai tālāk nekā zvaigzne vai galaktika blakus tai? Ko darīt, ja viens ir gaišāks vai tumšāks par otru?
Šī ir diezgan bezcerīga situācija, ja vien kosmoss nav izkliedēts ar standarta lietām - objektiem ar zināmām īpašībām. Iedomājieties, vai 100 vatu spuldzes vai metru nūjas aptraipīja Visumu. Ja mēs varētu redzēt šīs spuldzes vai skaitītāju nūjas, mēs varētu salīdzināt kāviņi skatās uz mums šeit, uz Zemes, uz to, ko mēszini viņi izskatās tuvu un personīgi. Ja Visumā redzam spuldzi un zinām, ka tai vajadzētu būt tādam pašam spilgtumam kā parastajai 100 vatu spuldzei, tad mēs varam veikt kādu trigonometriju, lai izspiestu attālumu līdz šai spuldzei. Tas pats attiecas uz nūjas: ja mēs redzam izlases nūju peldam apkārt un zinām, ka tai vajadzētu būt tieši viena metra garai, mēs varam salīdzināt tās garumu savā redzes laukā un aprēķināt attālumu līdz tai.
Protams, spuldzes un skaitītāju nūjas radītu drausmīgām kosmoloģiskām zondēm, jo tās ir blāvas un mazas. Nopietnam darbam mums ir vajadzīgas spilgtas lietas, lielas lietas un kopīgas lietas. Un Visumā ir ļoti maz no šiem standartiem: 1.a tipa supernova kalpo kā “standarta sveces” un baronu akustiskās svārstības (paliekas, kas izceptas galaktiku sadalījumā no agrīnā Visuma, un cita raksta priekšmets) var kalpot kā “standarta lineāls”.
Bet mums būs vajadzīgs vairāk nekā sveces un nūjas, lai mūs izvadītu no pašreizējā kosmoloģiskā stāvokļa, kurā atrodamies.
Mēs dzīvojam paplašinošā Visumā. Katru dienu galaktikas attālinās viena no otras (vidēji joprojām var notikt “neliela mēroga” sadursmes un grupējumi). Un mūsu Visuma izplešanās ātrums ir mainījies kosmiskās vēstures pēdējo 13,8 miljardu gadu laikā. Visumu veido daudz dažādu zīmju: starojums, zvaigznes, gāze, dīvainas lietas, piemēram, neitrīni, dīvainākas lietas, piemēram, tumšā matērija, un dīvainākās lietas, piemēram, tumšā enerģija. Kad katrs no šiem komponentiem ieslēdzas, izslēdzas, sāk dominēt vai pārstāj dominēt, Visuma izplešanās ātrums savukārt mainās.
Atpakaļ vecajos labajos laikos matērija bija Visuma priekšniece. Tā kā Visums paplašinājās, šī paplašināšanās palēninājās no visa šī jautājuma pastāvīgas vilkšanas. Bet tad jautājums kļuva pārāk izplatīts, pārāk plāns un pārāk vājš, lai kontrolētu kosmosu.
Apmēram pirms pieciem miljardiem gadu tumšā enerģija pārņēma kontroli, apvēršot nelielu Visuma izplešanās palēnināšanos un virzot ziedlapu pie metāla, liekot Visuma izplešanās ne tikai turpināties, bet arī paātrināties. Tumšā enerģija - lai arī kas tā būtu - turpina savu draudošo kosmosa pārsvaru līdz mūsdienām.
Ir kritiski svarīgi izmērīt Visuma izplešanās ātrumutieši tagad - tā kā izplešanās ātrums ir saistīts ar Visuma saturu, šodien izplešanās līmeņa noteikšana mums parāda, kuri ir lielākie kosmoloģiskie spēlētāji, un viņu relatīvo nozīmi. Mūsdienu izplešanās ātrumu, kas pazīstams kā Habla konstante, mēs varam izmērīt daudzos veidos, piemēram, ar nūjām un svecēm.
Un šeit slēpjas pārsteidzoša spriedze. Habla konstantes mērījumi no tuvējā Visuma, izmantojot tādas lietas kā supernova, piešķir vienu noteiktu vērtību. Bet agrīnā Visuma mērījumi, izmantojot kosmisko mikroviļņu fonu, rada arī šodienas Habla konstantes ierobežojumus, un šie mērījumi pilnīgi neatbilst viens otram.
Lipīga problēma: divas neatkarīgas viena un tā paša skaitļa mērīšanas metodes dod atšķirīgus rezultātus. Tā varētu būt pilnīgi jaunas fizikas pazīme vai vienkārši slikti saprotami novērojumi. Bet neatkarīgi no gadījuma, kamēr daži kosmologi šo situāciju aplūko kā izaicinājumu, citi to aplūko kā iespēju. Mums ir nepieciešami vairāk mērījumi, un jo īpaši tie, kas ir pilnīgi neatkarīgi no esošajiem. Mums ir standarta lineāli un sveces, tad kā būtu ar… standarta sirēnām.
Protams, kāpēc ne?
Kakofoniskie gravitācijas viļņi, kas pūš no divu neitronu zvaigžņu sadursmju pēdējiem mirkļiem, satur sulīgu kosmoloģisko informāciju. Tā kā mēs ļoti labi saprotam viņu fiziku, mēs varam izpētīt gravitācijas viļņu ultra-precīzo struktūru, lai uzzinātu, cik skaļi (smagumā, nevis skaņā, bet jums vienkārši būs jāraida ar metaforu) viņi kliedza, kad saduras . Tad mēs to varam salīdzināt ar to, cik skaļi viņi skan šeit uz Zemes, un voila: attālums.
Šī metode jau ir devusi (salīdzinoši aptuvenu) Habla konstantes mērījumu no vienas un vienīgās novērotās neitronu zvaigžņu apvienošanās.
Bet tam nevajadzētu būt pēdējam neitronu zvaigznes nāves kliedzienam. Nākamajos gados mēs ceram (ceram?) Noķert vēl vairākus desmitus. Un ar katru sadursmi mēs varam noteikt ticamu attālumu līdz ugunīgajam notikumam un izmērīt Visuma izplešanās vēsturi kopš to neitronijas likteņa, nodrošinot pavisam citu trasi Habla konstantes vērtības atklāšanai.
Čikāgas universitātes kosmologi prognozēja, ka piecu gadu laikā standarta sirēnu tehnika nodrošinās mērījumus, kas konkurēs ar esošajām metodēm. Bet, runājot par lielajām 21. gadsimta kosmoloģiskajām debatēm, paliek jautājums: vai standarta sirēnas būs noteicošais faktors, vai tikai padziļinās noslēpumu?
Lasīt vairāk: “2 procentu Habla konstante no standarta sirēnām 5 gadu laikā”
