A gravitációs hullámok segíthetnek megválaszolni az Univerzális terjeszkedés kozmikus következtetését

Az új kutatások szerint a gravitációs hullámok mérése az elkövetkező évtizedekben megoldja a vitát arról, hogy az Univerzum milyen gyorsan bővül.

A kozmosz 13,8 milliárd évvel bővült. Jelenlegi bővülési sebessége, amelyet Hubble-állandónak hívnak, megadja a nagy robbanás óta eltelt időt.

A Hubble-állandó mérésére használt két legjobb módszer - Edwin Hubble és Georges Lemaître munkája az 1920-as években és a kozmológia egyik legfontosabb száma - eredményei ellentmondásosak. Ez arra utal, hogy az univerzum felépítéséről és történetéről - a „standard kozmológiai modellről” - és annak terjedési sebességéről való megértésünk hibás lehet.

A művész benyomása egy neutroncsillagos egyesülésről és az ebből fakadó hullámok az idő-térben, amelyeket a LIGO meg lehet mérni

Ahogyan a tanulmány társszerzője, az UCL fizika és csillagászat professzora, Hiranya Peiris mondja: „[A Hubble-állandó] nélkülözhetetlen a tér görbületének és az univerzum korának becsléséhez, valamint sorsának feltárásához.

„A Hubble-állandót két módszerrel mérhetjük: az egyik megfigyeli a Cepheid csillagokat és a szupernóvákat a helyi világegyetemben, a másik pedig a korai világegyetem kozmikus háttér-sugárzásának mérésével -, de ezek a módszerek nem adják meg ugyanazokat az értékeket, ami azt jelenti, a szokásos kozmológiai modellünk hibás lehet. ”

A tanulmány, amelyet ma a University University London (UCL) és a Flatiron Institute kozmológusait magában foglaló nemzetközi csapat Physical Review Letters-ben publikáltak, megmutatja, hogy az 50 bináris neutroncsillag által „standard sziréneknak” nevezett gravitációs hullámok új független adatai megtörik a holtpontot az ütköző méréseket egyszer és mindenkorra.

Dr. Stephen Feeney a New York City Flatiron Intézet Számítógépes Asztrofizikai Központjáról, a cikk vezető szerzője így szól: „Számítottuk ki, hogy ha az 50 bináris neutroncsillagot megfigyeljük az elkövetkező évtizedben, akkor elegendő gravitációs hullám adattal rendelkezünk ahhoz, hogy függetlenül határozza meg a Hubble-állandó legjobb mérését

"Képesnek kell lennünk arra, hogy 5–10 éven belül elegendő összefonódást fedezzünk fel erre a kérdésre."

Feeney, Peiris és munkatársai általánosan alkalmazható technikát fejlesztettek ki, amely kiszámítja, hogy a gravitációs hullám adatai hogyan oldják meg a problémát.

A gravitációs hullámok akkor bocsátanak ki, amikor a bináris neutroncsillagok egymás felé spirálisan helyezkednek el, mielőtt összeesnek egy fényes fényvillanással, amelyet a távcsövek észlelhetnek. Az UCL kutatói részt vettek a gravitációs hullám 2017 augusztusában bekövetkező első fényének felderítésében.

A bináris neutroncsillagos események ritkák, ám felbecsülhetetlen értékűek ahhoz, hogy újabb útvonalat biztosítsanak az univerzum bővülésének nyomon követésére. Az általuk kibocsátott gravitációs hullámok hullámokat okoznak a tér-időben, amelyeket a lézerinterferométer gravitációs hullámok megfigyelőközpontja (LIGO) és a Szűz kísérletekkel észlelhetnek, és így pontosan meghatározzák a rendszer távolságát a Földtől.

A csillagászok a kísérő robbanásból származó fény további felismerésével meghatározhatják a rendszer sebességét, és kiszámíthatják a Hubble-állandót a Hubble-törvény alapján.

E kutatáshoz a kutatók modellezték, hogy hány ilyen megfigyelésre lenne szükség a Hubble-állandó pontos mérésének kérdésének megoldásához.

Peiris professzor azt a következtetést vonja le: "Ez viszont a legpontosabb képet ad arról, hogy az univerzum miként terjeszkedik, és segít a szokásos kozmológiai modell továbbfejlesztésében."

Eredeti kutatás: https://www.simonsfoundation.org/2019/02/14/neutron-stars-hubble-constant/