Константата на Хъбъл е единица, която описва колко бързо се разширява Вселената на различни разстояния от определена точка в космоса. Той е един от ключовите камъни в нашето разбиране за еволюцията на Вселената - и изследователите са затънали в дебат относно истинската й стойност.
Как беше открита константата на Хъбъл
Константата на Хъбъл е изчислена за първи път през 20-те години на миналия век от американския астроном Едвин Хъбъл. Той откри, че размитите облачни небесни обекти са далечни галактики, седящи извън нашата собствена галактика Млечен път, според НАСА.
По-рано американският астроном Хенриета Левит показа, че специални звезди, наречени променливи Цефеид, чиято светимост редовно се повишава и пада, имат тясна корелация между периода на тяхната промяна и тяхната вътрешна яркост. Като знае колко наистина ярък е кефеидът и колко слаба е светлината му, когато се гледа от Земята, Хъбъл успя да изведе дистанцията на Цефеид.
Това, което намери Хъбъл, беше забележително. Всички галактики във Вселената изглежда се отдалечават от нашата планета. Освен това, колкото по-далече е една галактика, толкова по-бързо се отдалечава. Това наблюдение, което Хъбъл направи през 1929 г., стана основа за това, което е известно като закон на Хъбъл, който гласи, че има връзка между разстоянието, което един обект в Космоса е от нас, и скоростта, с която се отдръпва, според обяснителя от университета Корнел.
Между другото, Земята не е на някакво привилегировано място в центъра на Вселената. Всеки наблюдател на което и да е място в Космоса ще види, че небесните същества се отдалечават със скорост, която се увеличава с разстояние.
Използвайки своите данни, Хъбъл се опита да прецени константата, която носи неговото име, като излезе със стойност от около 342 000 мили / ч на милион светлинни години или 501 километра в секунда на мегапарсек (Mpc) в единиците на космолозите. (Мегапарсекът е равен на 3,26 милиона светлинни години.) По-точните съвременни техники са усъвършенствали това първоначално измерване и са показали, че той е около 10 пъти прекалено висок.
Защо константата на Хъбъл продължава да се променя
Но колко точно е спрял Хъбъл, остава спор. През 90-те години астрономите открили, че далечните свръхнови са по-димни и следователно по-далеч, отколкото по-рано предполагали. Това откритие показваше, че Вселената не само се разширява, но и ускорява в своето разширяване. Резултатът наложи добавянето на тъмна енергия - мистериозна сила, която бута всичко в Космоса на разстояние - в моделите на космолозите на Вселената.
След тази изненада изследователите се опитаха да определят скоростта на космическото ускорение, за да установят как вселената започва и се развива и каква ще бъде нейната крайна съдба. Данните от променливите на Cepheid и други астрофизични източници изчислиха, че константата на Хъбъл е 50 400 мили / ч на милион светлинни години (73,4 km / s / Mpc) през 2016 г.
Но алтернативно число е получено с помощта на информация от спътника на Planck на Европейската космическа агенция. Космическият кораб е прекарал последните 10 години, правейки измервания на космическия микровълнов фон - ехо от Големия взрив, който съдържа данни за основните параметри на Вселената. Планк установи константата на Хъбъл да е 46 200 мили / ч на милион светлинни години (67,4 км / с / Mpc) през 2018 година.
Двете стойности може да не изглеждат много различни. Но всеки е изключително прецизен и не съдържа припокриване между своите грешки. Ако оценката на Цефеид е грешна, това означава, че всички измервания на разстоянията на астрономите са били неправилни от дните на Хъбъл. Ако втората оценка е погрешна, тогава трябва да се въведе нова и екзотична физика в моделите на физиците на Вселената. Досега нито един от екипите учени, които определиха числата, не беше готов да признае някакви големи грешки в измерването.
През юли 2019 г. астрономите използваха нова техника, за да измислят ново изчисление на константата на Хъбъл. Изследователите изследвали светлината на червените гигантски звезди, които всички достигат еднаква пикова яркост в края на живота си. Това означава, че както при Цефеидите, астрономите могат да погледнат как неясни червени гигантски звезди се появяват от Земята и да преценят разстоянието си. Новата стойност се намира точно между двете стари - 47 300 км / ч на милион светлинни години (69,8 км / с / Mpc) - но учените все още не са обявили победа.
„Искахме да направим тайбрек“, каза пред Live Science Бари Мадоре, астроном от Чикагския университет и член на екипа, който направи последното измерване. "Но това не каза тази страна или тази страна е правилна. Тя каза, че има много повече помия, отколкото всички мислеха преди."
Дебатът продължава. Някои предполагат, че Лазерната интерферометрова гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO), която разглежда пулсации в тъканта на пространството-време, направена от далечни неутронни звезди, сриващи се една в друга, може да предостави друга независима точка от данни. Други търсят гравитационно обективиране, което се случва, когато изключително масивни предмети се огъват и изкривяват пространството-време като лупа, осигурявайки поглед към образуванията още по-далеч, за да отстранят несъответствието. Но в момента никой не е съвсем сигурен къде и кога ще се появи окончателният отговор за константата на Хъбъл.
