يوضح هذا الرسم البياني العلاقة بين لمعان فترة Cepheid ، والتي يستخدمها العلماء لحساب حجم الكون وعمره ومعدل تمدده. الائتمان: ناسا / JPL- كالتيك / كارنيجي
ما مدى سرعة تمدد كوننا؟ على مر العقود ، كانت هناك تقديرات مختلفة مستخدمة ونقاشات ساخنة حول هذه التقريبات ، ولكن البيانات من تلسكوب سبيتزر قدمت الآن القياس الأكثر دقة لثابت هابل ، أو المعدل الذي ينقسم فيه الكون. النتائج؟ الكون يكبر أسرع قليلاً مما كان يعتقد سابقًا.
القيمة المنقحة حديثًا لثابت هابل هي 74.3 زائد أو ناقص 2.1 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا باسكار.
جاء التقدير الأكثر سابقًا من دراسة أجراها تلسكوب هابل الفضائي على 74.2 زائد أو ناقص 3.6 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا باسكار. تبلغ مساحة الميجابارس حوالي 3 مليون سنة ضوئية.
لإجراء القياسات الجديدة ، نظر علماء سبيتزر في النجوم النابضة التي تسمى النجوم المتغيرة المدارية ، مستغلين القدرة على ملاحظتها في ضوء الأشعة تحت الحمراء طويل الموجة. بالإضافة إلى ذلك ، تم دمج النتائج مع البيانات المنشورة سابقًا من مسبار تباين الموجات المتباينة (WMAP) التابع لوكالة ناسا حول الطاقة المظلمة. ويقول العلماء إن التصميم الجديد يخفض درجة عدم اليقين إلى 3 في المئة ، وهي قفزة هائلة في دقة القياسات الكونية.
حصلت WMAP على قياس مستقل للطاقة المظلمة ، والتي يعتقد أنها تكسب معركة ضد الجاذبية ، مما يؤدي إلى تشتيت نسيج الكون. حصل البحث القائم على هذا التسارع على الباحثين جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011.
تم تسمية ثابت هابل على اسم الفلكي إدوين ب.هابل ، الذي أدهش العالم في عشرينيات القرن الماضي من خلال التأكد من أن عالمنا يتسع منذ أن انفجر إلى 13.7 مليار سنة مضت. اكتشف علماء الفلك في أواخر التسعينات أن التوسع يتسارع أو يتسارع بمرور الوقت. تحديد معدل التوسع أمر بالغ الأهمية لفهم عمر وحجم الكون.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة ، ويندي فريدمان من مراصد معهد كارنيجي للعلوم في باسادينا: "هذا لغز ضخم". "من المثير للاهتمام أننا تمكنا من استخدام Spitzer لمعالجة المشاكل الأساسية في علم الكونيات: المعدل الدقيق الذي يتوسع فيه الكون في الوقت الحالي ، وكذلك قياس كمية الطاقة المظلمة في الكون من زاوية أخرى." قاد فريدمان دراسة تلسكوب هابل الفضائي الرائدة التي قاست في وقت سابق ثابت هابل.
وقال جلين وهالجرين ، عالِم برنامج سبيتزر في مقر وكالة ناسا في واشنطن ، إن المناظر الأفضل للشفريات مكنت سبيتزر من تحسين القياسات السابقة لثابت هابل.
قال "هذه النجوم النابضة هي درجات حيوية في ما يسميه الفلكيون سلم المسافة الكونية: مجموعة من الأجسام بمسافات معروفة ، عندما تقترن بالسرعة التي تتحرك بها الأجسام بعيدًا عنا ، تكشف عن معدل تمدد الكون". Wahlgren.
تعتبر السيفيات حاسمة بالنسبة للحسابات لأنه يمكن قياس مسافاتها من الأرض بسهولة. في عام 1908 ، اكتشفت هنرييتا ليفيت نبض هذه النجوم بمعدل يرتبط مباشرة بسطوعها الداخلي.
لتصور سبب أهمية ذلك ، تخيل شخصًا ما يبتعد عنك وهو يحمل شمعة. كلما سافرت الشمعة ، كلما خفت أكثر. سطوعها الواضح سيكشف عن المسافة. ينطبق نفس المبدأ على cepheids ، الشموع القياسية في الكون. من خلال قياس مدى سطوع ظهورهم في السماء ، ومقارنة ذلك مع سطوعهم المعروف كما لو كانوا قريبين ، يمكن لعلماء الفلك حساب المسافة من الأرض.
لاحظ سبيتزر 10 cepheids في مجرتنا درب التبانة و 80 في مجرة مجاورة مجاورة تسمى سحابة Magellanic الكبيرة. بدون أن يمنع الغبار الكوني رؤيتهم ، تمكن فريق أبحاث سبيتزر من الحصول على قياسات أكثر دقة لسطوع النجوم الواضح ، وبالتالي مسافاتهم. فتحت هذه البيانات الطريق لتقدير جديد ومحسن لمعدل توسع الكون.
قال فريدمان: "قبل أكثر من عقد بقليل ، لم يكن من الممكن استخدام الكلمتين" الدقة "و" علم الكونيات "في نفس الجملة ، ولم يكن حجم الكون وعمره أفضل من عامل اثنين. "نحن نتحدث الآن عن دقة بنسبة قليلة. إنه أمر غير عادي. "
قال عالِم المشروع مايكل ويرنر في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا: "يقوم Spitzer مرة أخرى بعلوم أكثر مما تم تصميمه للقيام به". عمل فيرنر في المهمة منذ مرحلة المفهوم الأولى منذ أكثر من 30 عامًا. قال فيرنر: "أولاً ، فاجأنا سبيتزر بقدرته الرائدة على دراسة الغلاف الجوي للكواكب الخارجية ، والآن في السنوات اللاحقة من المهمة ، أصبحت أداة قيّمة في علم الكونيات".
ظهرت الدراسة في مجلة الفيزياء الفلكية.
ورقة عن arXiv: معايرة منتصف الأشعة تحت الحمراء لثابت هابل
المصدر: JPL
