Neutronų žvaigždės rėkia erdvės laiko bangomis, kai jos miršta, o astronomai pateikė planą, kaip panaudoti savo gravitacinę agoniją visatos istorijai atsekti. Prisijunkite prie mūsų, kai ieškosime, kaip jų skausmą paversti savo kosmologiniu pelnu.
Kosmologai yra apsėstas standartų. Šios manijos priežastis slypi jų sunkiame bandyme išmatuoti didžiausius atstumus mūsų visatoje. Pažvelkite į atsitiktinę žvaigždę ar galaktiką. Kiek toli jis yra? Ar jis yra arčiau ar toliau nei žvaigždė ar galaktika šalia jos? O kas, jei vienas yra ryškesnis ar silpnesnis už kitą?
Tai gana beviltiška situacija, nebent kosmosas yra išsibarstęs su standartiniais dalykais - objektais, turinčiais žinomas savybes. Įsivaizduokite, jei 100 vatų lemputės ar metro lazdelės pakerėjo visatą. Jei galėtume pamatyti tas lemputes ar skaitiklių lazdeles, galėtume palyginti kaipjie žvelgia į mus čia, žemėje, į tai, ką mesžinoti jie atrodo artimi ir asmeniški. Jei visatoje matome lemputę ir žinome, kad ji turėtų būti tokio pat ryškumo kaip standartinė 100 vatų lemputė, tada mes galime atlikti tam tikrą trigonometriją, kad būtų galima nustatyti atstumą iki tos lemputės. Tas pats ir lazda: jei pamatome atsitiktinę lazdą, plūduriuojančią aplink, ir žinome, kad ji turėtų būti lygiai vieno metro ilgio, galime palyginti jos ilgį regėjimo lauke ir apskaičiuoti atstumą iki jo.
Be abejo, lemputės ir skaitiklių lazdelės būtų netinkamos kosmologinės zondai, nes jie yra silpni ir maži. Rimtiems darbams mums reikia ryškių, didelių ir bendrų dalykų. Ir visatoje yra nedaug šių standartų: 1a tipo supernova tarnauja kaip „standartinės žvakės“ ir bariono akustiniai virpesiai (liekana, iškepta į galaktikų pasiskirstymą likus nuo ankstyvosios visatos, ir kito straipsnio objektas) gali tarnauti kaip „standartinis valdovas“.
Bet mums prireiks daugiau nei žvakių ir lazdelių, kad išbristume iš dabartinės kosmologinės padėties, kurioje atsidūrėme.
Mes gyvename besiplečiančioje visatoje. Kiekvieną dieną galaktikos nutolsta viena nuo kitos (vidutiniškai vis dar gali būti „nedidelio masto“ susidūrimų ir grupavimų). Ir per pastaruosius 13,8 milijardo kosminės istorijos metų mūsų visatos išsiplėtimo tempas pasikeitė. Visata yra sudaryta iš daugybės skirtingų simbolių: radiacijos, žvaigždžių, dujų, keistų dalykų, tokių kaip neutrinai, keistesnių dalykų, pavyzdžiui, tamsiosios materijos, ir keisčiausių dalykų, pavyzdžiui, tamsiosios energijos. Kai visi šie komponentai įsijungia, išsijungia, pradeda dominuoti arba nustoja dominuoti, visatos plėtimosi greitis savo ruožtu keičiasi.
Keliaujant atgal senais gerais laikais materija buvo visatos viršininkė. Taigi, plečiantis visatai, ji plėtėsi nuo nuolatinio gravitacinio viso to materijos tempimo. Bet tada reikalas pasirodė per daug išsisklaidęs, per plonas ir per silpnas, kad kontroliuotų kosmosą.
Maždaug prieš penkis milijardus metų tamsioji energija perėmė valdymą, pakeisdama nedidelį Visatos ekspansijos lėtėjimą ir stumdama žiedlapį prie metalo, todėl Visatos plėtimasis ne tik tęsėsi, bet ir paspartėjo. Tamsi energija, kad ir kas būtų, ir toliau gąsdina kosmoso viešpatavimu iki šių dienų.
Kritiškai svarbu išmatuoti Visatos plėtimosi greitįdabar - kadangi išsiplėtimo greitis yra susietas su visatos turiniu, šiandien įvertinus išplėtimo greitį, paaiškėja, kas yra pagrindiniai kosmologiniai veikėjai, ir kokia jų santykinė svarba. Šiandienos išplėtimo greitį, žinomą kaip Hablo konstanta, galime išmatuoti daugybe būdų, pavyzdžiui, naudodami lazdeles ir žvakes.
Ir čia slypi nuostabi įtampa. Hablo konstantos matavimai iš netoliese esančios visatos, naudojant tokius dalykus kaip supernova, suteikia vieną konkrečią vertę. Bet ankstyvosios visatos matavimai naudojant kosminius mikrobangų fone taip pat verčia suvaržyti šiandienos Hablo konstantą, ir šie matavimai ne visai sutaria.
Lipni problema: du nepriklausomi to paties skaičiaus matavimo metodai duoda skirtingus rezultatus. Tai gali būti visiškai naujos fizikos ženklas arba tiesiog blogai suprantami pastebėjimai. Tačiau kad ir kaip būtų, kai kurie kosmologai į šią situaciją žiūri kaip į iššūkį, kiti į tai žiūri kaip į galimybę. Mums reikia daugiau matavimų, ypač tų, kurie visiškai nepriklauso nuo esamų. Mes turime standartines liniuotes ir standartines žvakes, taigi kaip gi… standartinės sirenos.
Tikrai, kodėl gi ne.
Kakofoninės gravitacijos bangos, sprogstančios nuo dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimo paskutinių momentų, teikia sultingą kosmologinę informaciją. Kadangi labai gerai suprantame jų fiziką, galime ištirti ypač tikslią gravitacinių bangų struktūrą, kad žinotume, kaip garsiai (sunkio jėga, o ne garsas, bet jums tereikės suktis pagal metaforą) jie rėkė susidūrę. . Tada galime palyginti tai, kaip garsiai jie skamba čia, Žemėje, ir voila: atstumas.
Ši metodika jau davė (santykinai apytikslį) Hablo konstantos matavimą iš vienintelės ir tik stebimos neutroninių žvaigždžių susijungimo.
Bet tai neturėtų būti paskutinis mūsų girdimas neutronų žvaigždės mirties riksmas. Per ateinančius metus tikimės (tikimės?), Kad sugaus dar kelias dešimtis. Ir kiekvienu susidūrimu galime nustatyti patikimą atstumą iki ugningo įvykio ir išmatuoti Visatos plėtimosi istoriją nuo jų neutronų likimo, pateikdami visiškai kitokį kelią Hablo konstantos vertės atskleidimui.
Čikagos universiteto kosmologai prognozavo, kad per penkerius metus standartinių sirenų technika užtikrins esamų metodų konkurencingumą. Tačiau kai kalbame apie dideles XXI amžiaus kosmologines diskusijas, išlieka klausimas: ar standartinės sirenos bus lemiamas veiksnys, ar tik pagilins paslaptį?
Skaitykite daugiau: „2 proc. Hablo konstantos matavimas naudojant standartines sirenas per 5 metus“
