Новый подход уточняет константу Хаббла и возраст вселенной

Новый подход уточняет константу Хаббла и возраст вселенной
Галактика Андромеды

Используя известные расстояния в 50 галактик от Земли для уточнения вычислений по константе Хаббла, исследовательская группа во главе с астрономом Университета Орегона оценивает возраст Вселенной в 12,6 миллиарда лет.

Подходы на сегодняшний день Большого взрыва, породившего Вселенную, основаны на математике и компьютерном моделировании, используя оценки расстояний самых старых звезд, поведение галактик и скорость расширения Вселенной. Идея состоит в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется, чтобы все объекты вернулись в начало.

Ключевым расчетом для датирования является постоянная Хаббла, названная в честь Эдвина Хаббла, который впервые рассчитал скорость расширения Вселенной в 1929 году. Другой недавний метод использует наблюдения остатка излучения Большого взрыва. Он отображает неровности и покачивания в пространстве-времени – космический микроволновый фон или CMB – и отражает условия в ранней вселенной, заданные постоянной Хаббла.

Тем не менее, методы приходят к различным выводам, сказал Джеймс Шомберт, профессор физики в UO. В статье, опубликованной 17 июля в Astronomical Journal , он и его коллеги раскрывают новый подход, который перекалибрует инструмент измерения расстояния, известный как барионное отношение Талли-Фишера, независимо от постоянной Хаббла.

«Проблема масштаба расстояний, как известно, невероятно трудна, потому что расстояния до галактик огромны, а указатели их расстояний слабы и их трудно калибровать», – сказал Шомберт.

Команда Шомберта пересчитала подход Тулли-Фишера, используя точно определенные расстояния в линейном вычислении 50 галактик в качестве ориентиров для измерения расстояний 95 других галактик. Он отметил, что вселенная управляется рядом математических структур, выраженных в уравнениях. Новый подход более точно учитывает кривые массы и вращения галактик, чтобы превратить эти уравнения в числа, такие как возраст и скорость расширения.

Подход его команды определяет постоянную Хаббла – скорость расширения Вселенной – 75,1 километра в секунду на мегапарсек, отдача или взятие 2.3. Мегапарсек, общая единица измерения космического пространства, равна миллиону парсек. Парсек составляет около 3,3 световых лет.

Его постоянные значения Хаббла ниже 70, пишет его команда, можно исключить с 95-процентной степенью достоверности.

По словам Шомберта, традиционно используемые методы измерения за последние 50 лет установили значение 75, но CMB вычисляет показатель 67. Метод CMB, хотя и использует различные допущения и компьютерное моделирование, все же должен прийти к той же оценке, сказал он. ,

«Напряженность в поле возникает из-за того, что это не так», – сказал Шомберт. «Эта разница находится далеко за пределами наблюдательных ошибок и вызвала много трений в космологическом сообществе».

Расчеты, сделанные из наблюдений НАСА «Уилкинсонский микроволновый зонд анизотропии в 2013 году», определяют возраст Вселенной в 13,77 миллиарда лет, что на данный момент представляет собой стандартную модель космологии Большого взрыва. Отличающиеся постоянные значения Хаббла от различных методов обычно оценивают возраст вселенной между 12 миллиардами и 14,5 миллиардами лет.

Новое исследование, частично основанное на наблюдениях, проведенных с помощью космического телескопа Спитцера, добавляет новый элемент к тому, как можно установить вычисления для достижения постоянной Хаббла, вводя чисто эмпирический метод, используя прямые наблюдения, для определения расстояния до галактик, Шомберт сказал.

«Наша итоговая ценность находится в центре внимания различных школ космологии, указывая на то, что наше понимание физики вселенной неполно с надеждой на новую физику в будущем», – сказал он.


Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Орегона . Оригинал написан Джимом Барлоу. Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Джеймс Шомберт, Стейси МакГо, Федерико Лелли. Использование барионной связи Талли – Фишера для измерения H o . Астрономический журнал , 2020; 160 (2): 71 DOI: 10,3847 / 1538-3881 / ab9d88