جهان ما در حال انبساط است اما ۲ روش اصلی برای سنجش میزان سرعت این انبساط به پاسخ‌های متفاوتی می‌رسد.

آتش‌بس تحقیقاتی برای محاسبه سرعت انبساط جهان

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، تحقیقات دانشمندان و کارشناسان نجوم نشان داده است که جهان ما در حال انبساط است. از دهه گذشته، کارشناسان اخترفیزیک به‌تدریج به ۲ اردوگاه مختلف تقسیم شده‌اند زیرا ۲ روش اصلی که برای سنجش میزان سرعت انبساط جهان استفاده مورد استفاده است، به پاسخ‌های متفاوتی رسیده‌اند. گروه اول معتقد است این تفاوت قابل توجه است و ما به‌درستی قوانین فیزیکی را درک نکرده‌ایم اما گروه دوم معتقد است احتمالاً اشتباهی در اندازه‌گیری صورت گرفته است.

اگر معلوم شود که خطاهای نجومی باعث اختلاف ارقام است، آنگاه مدل اصلی ما از چگونگی عملکرد جهان تأیید می‌شود. حالت دیگر(گزینه اول) به این احتمال اشاره دارد که ما از برخی از قوانین فیزیکی پایه جهان هستی بی‌اطلاعیم و برای محاسبه دقیق سرعت انبساط به آگاهی از آن قوانین نیاز است.

آتش‌بس تحقیقاتی برای محاسبه سرعت انبساط جهان
در اندازه‌گیری سرعت انبساط جهان ۲ روش مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد

تشریح معمای انبساط جهان

سال‌ها بود که هر مدرک جدیدی که از تلسکوپ‌ها به دست می‌آمد به بحث و جدال بین اخترشناسان دامن می‌زد و منجر به اختلافات طولانی‌ای شد که به «کشمکش هابل» مشهور است.

یکی از این افراد وندی فریدمن(Wendy Freedman)، ستاره‌شناس مشهور و استاد نجوم و اخترفیزیک در دانشگاه شیکاگو بود که برخی از اندازه‌گیری‌های اصلی سرعت انبساط جهان را در آزمایشگاه خود حساب کرد و به رقمی بالاتر از عدد ثابت هابل رسید.

اما فریدمن در مقاله جدیدی که در مجله استروفیزیکال ژورنال منتشر شده است مروری بر جدیدترین یافته‌ها دارد و نتیجه‌گیری جدید وی این است که آخرین مشاهدات در حال برطرف کردن این شکاف بین نتایج است.


بیشتر بدانید:

ماده تاریک، راز انبساط جهان است

می‌دانم قبل از «انفجار بزرگ» چه اتفاقی افتاده است


به عبارت دیگر ممکن است اختلافی وجود نداشته باشد و مدل استاندارد ما از جهان نیازی به اصلاح قابل توجهی ندارد.

به سرعت انبساط جهان، «ثابت هابل» گفته می‌شود که به احترام کشف ادوین هابل در ارتباط با انبساط جهان در سال ۱۹۲۹ به این نام شناخته می‌شود. ثابت هابل با سن جهان و چگونگی تکامل آن در طول زمان پیوند خورده است.

تحقیقات قابل توجهی در دهه گذشته انجام شد و اختلافاتی جدی در میان دانشمندان به وجود آمد که ناشی از اختلاف بین دو دیدگاه مختلف در اندازه‌گیری سرعت انبساط جهان بود. دانشمندان هنوز در مورد اهمیت عدم تطابق بحث می‌کنند.

روش‌های مختلف اندازه‌گیری ثابت هابل

یکی از روش‌های اندازه‌گیری ثابت هابل، رصد نور بسیار ضعیفی است که از انفجار بزرگ به نام پس‌زمینه مایکروویو کیهانی باقی مانده است. این کار هم از طریق تلسکوپ‌های فضایی و هم با امکاناتی که در زمین است انجام می‌گیرد. دانشمندان می‌توانند این مشاهدات را در مدل استاندارد خود از جهان اولیه قرار دهند و بدین ترتیب مشخص کنند که ثابت هابل باید چقدر باشد. آنها به سرعت ۶۷.۴ کیلومتر در ثانیه رسیده‌اند.

روش دیگر بررسی ستاره‌ها و کهکشان‌های نزدیک به ما و اندازه‌گیری فاصله آنها و سرعت دور شدنشان ماست. فریدمن برای چندین دهه متخصص برجسته این روش بوده است. در سال ۲۰۰۱، تیم وی با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل برای تصویربرداری از ستارگان یکی از اندازه‌گیری‌های مهم به نام متغیر دلتا قیفاووسی را به دست آورد(متغیری بین قدر مطلق و دوره تناوب نور ستارگان). رقمی که آنها به آن رسید ۷۲ بود.

به هیچ قاعده جدیدی در دنیای فیزیک احتیاج نیست!

فریدمن در سال‌های گذشته همچنان به اندازه‌گیری این متغیر ادامه می‌دهد و هر بار اطلاعات بیشتری را بررسی می‌کند. با این حال در سال ۲۰۱۹ او و همکارانش جوابی را بر اساس روشی کاملاً متفاوت با استفاده از ستارگانی به نام غول‌های سرخ منتشر کردند. ایده این بود که متغیر دلتا قیفاووسی را با یک روش مستقل بررسی کنند.

غول‌های سرخ ستاره‌های بسیار بزرگ و درخشانی هستند که همیشه قبل از محو شدن و از بین رفتن، به همان اوج درخشندگی می‌رسند. اگر دانشمندان بتوانند اوج روشنایی واقعی یا ماهوی غول‌های سرخ را اندازه‌گیری کنند آنگاه می‌توانند فواصل کهکشان‌های میزبان آنها را که یک قسمت اساسی اما دشوار از این معادله محسوب می‌شد، محاسبه نمایند. با این حال سؤال اصلی این است که این اندازه‌گیری‌ها چقدر دقیق هستند.

در حال برطرف کردن این شکاف بین نتایج است.


بیشتر بخوانید:

آیا باید برای پایان جهان نگران باشیم؟


آتش‌بس تحقیقاتی برای محاسبه سرعت انبساط جهان
روش اندازه‌گیری فاصله ستاره‌ها برای محاسبه ثابت هابل، نتایج پیشین را تأیید می‌کند

هر دو روش تقریباً به یک نتیجه می‌رسند!

در اولین محاسبات برنامه‌ریزی‌شده در سال ۲۰۱۹، از یک کهکشان واحد و بسیار نزدیک برای واسنجی و کالیبراسیون درخشندگی غول‌های سرخ استفاده شد. طی دو سال گذشته، فریدمن و همکارانش چندین کهکشان و اجتماع ستاره‌ای مختلف را نیز مورد بررسی قرار دادند.

فریدمن می‌گوید: «در حال حاضر ۴ روش مستقل برای کالیبراسیون درخشندگی‌های غول سرخ وجود دارد و آنها با ۱٪ اختلاف مشابه هم هستند که این نشان می‌دهد این روشِ واقعاً خوبی برای اندازه‌گیری فاصله است. ما نقاط قوت و ضعف این روش‌ها را به‌خوبی می‌دانیم و به این نتیجه رسیده‌ایم که برای توجیه تفاوت سرعت انبساط به مفاهیم جدید در فیزیک پایه احتیاج نداریم. داده‌های جدید غول‌های سرخ نشان می‌دهد که آنها سازگار با قوانین فیزیکی کشف‌شده توسط ما هستند.»

تیلور هویت(Taylor Hoyt) پژوهشگر دانشگاه شیکاگو که ستاره‌های غول سرخ را اندازه‌گیری کرده است می‌افزاید: «ما ستاره‌های غول پیکر سرخ‌رنگ را به روش‌های مختلف اندازه‌گیری و آزمایش کردیم و نتایج همواره مطابق انتظار ما بوده است.»


بیشتر بخوانید:

می‌دانم قبل از «انفجار بزرگ» چه اتفاقی افتاده است


رقمی که تیم فریدمن از ثابت هابل در غول‌های سرخ به دست آورده است معادل ۶۹.۸ کیلومتر بر ثانیه است که تقریباً مشابه همان مقدار حاصل از آزمایش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی است(حدود ۶۷.۴ کیلومتر بر ثانیه).

فریدمن می‌گوید: «به هیچ قاعده جدیدی در دنیای فیزیک احتیاج نیست!»

البته محاسبات دیگر هنوز هم اعداد بالاتری را نشان می‌دهند اما طبق تجزیه‌وتحلیل فریدمن، این تفاوت احتمالاً نگران‌کننده نیست. او می‌گوید: «برخی ستاره‌ها همیشه کمی پُر سروصدا و کمی پیچیده‌تر رفتار می‌کنند و به همین دلیل نباید صرفاً از روی مقیاس آنها قضاوت کرد. گاهی آنها ستاره‌های جوانی در مناطق فعال ستاره‌ساز کهکشان‌ها هستند که امکان پرتاب شدن چیزهایی مانند گرد و غبار یا آلودگی ستاره‌های دیگر وجود دارد. این نشان می‌دهد که مدل استاندارد ما اساساً درست است و شواهد عمیقی نیز برای تصدیق آن وجود دارد.»

به اعتقاد وی، اختلافات بین دو گروه منجمان با داده‌های بهتر قابل حل است. در آینده نزدیک هنگامی که تلسکوپ فضایی جیمز وب در مدار قرار گیرد و راه‌اندازی شود، دانشمندان مشاهدات جدید را رصد خواهند کرد.

انتهای پیام/۴۱۶۰/پ

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
4 + 13 =

پربازدیدهای سرویس

آخرین اخبار

وب گردی