ابهام‌زدایی از انبساط جهان با بزرگترین نقشه کهکشان‌ها


ستاره‌شناسان با بزرگترین نقشه از ۵۶ هزار کهکشان در جهان هستی در حال ابهام زدایی از مسائل انبساط جهان هستند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، آسمان شب ممکن است به طرز فریبنده‌ای ساکن به نظر برسد، اما جهان دائماً در حال انبساط و گسترش است، به این معنی که همه چیز در خلأ در حال حرکت و تبدیل شدن است. اکنون، نقشه بزرگ ده‌ها هزار کهکشان دوردست به کمک می‌کند تا سن و سرعت انبساط جهان را با دقت بیسابقه‌ای محاسبه کنند.

تصور می‌شود که جهان حدود 13.8 میلیون سال قدمت داشته باشد، اما به نظر می‌رسد که حتی قدیمی‌تر از آن باشد، اما در این تخمین ساخته شده است.

ستاره اچ‌دی ۱۴۰۲۸۳ یا ستاره متوشالح یک ستاره زیرغول است که در فاصله‌ای در حدود ۲۰۰ سال نوری نوری از زمین در فلکی ترازو در نزدیکی مرز سحابی اوفیوچوس کهکشان راه شیری قرار گرفته است. بزرگی ظاهری این ستاره ۷/۲۰۵ است. به علت حرکت این ستاره به سمت ما، نور آن تا حدودی به آبی متمایل است. این ستاره برای بیش از یک قرن به عنوان یک ستاره دارای بالاترین میزان توجه ستاره‌شناسان بوده است.

در مورد انبساط جهان اگر یک بادکنک خالی از باد را تصور کنیم و روی آن نقاطی را رسم کرده و سپس بادکنک را بسازیم، مشاهده می‌کنیم که هرچه حجم باد بیشتر شود، فاصله‌هایی از افزایش می‌یابد. این مفهومِ جهان در حال انبساط است. انبساط جهان به معنی افزایش متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط، درونی است، یعنی به فاصله نسبی بین اجزای جهان برمی‌گرداند و به معنای حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست. انبساط جهان از ویژگی‌های مهم کیهان‌شناسی مه‌بانگ است.

بخشی از این انبساط به خاطر اثر ماند(اینرسی) است، یعنی انبساط فعلی به خاطر این است که جهان در گذشته منبسط شده است. بخش دیگری به خاطر نیرویی رانش ناشناخته‌ای است که شاید از یک ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک آمده باشد. اولین اثر در جهان آغازین اثر مهم‌تری بوده است و مدل لامبدا-سی‌دی‌ام پیش‌بینی می‌کند که در آینده ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک اثر مهم‌تری باشد. هماینک هر دو عامل اثر کم ‌و بیش از حد دارند. انبساط جهان به سرعت‌های بالاتر از سرعت نور می‌انجامد که برای علاقه‌مندان مبتدی به فیزیک گمراه‌کننده است.

به طور کلی سه گونه مختلف از جهان در حال انبساط معرفی و گمان زده شده است که هر کدام از سرنوشتی متفاوت را برای جهان توصیف می‌کنند. مدل اول، «جهان باز» است که تا ابد و در طی دوره زمانی نامحدودی منبسط می‌شود. مدل دوم جهانی را توصیف می‌کند که مسطح است. این معناست که جهان منبسط می‌شود و تا بی‌نهایت این روند ادامه دارد، اما سرعت انبساط آن مدام به صفر نزدیک می‌شود و بالاخره مدل سوم جهانی است که «جهان بسته» نامیده می‌شود. در این جهان انبساط در مدت زمانی محدود ادامه می‌کند و پس از آن که به آن‌ها می‌رسند جهان به جمع شدن در خود و متلاشی شدن روی می‌آورد و احتمالاً پس از آن که متلاشی‌شدن انفجار دیگری می‌شود.

انبساط جهان حقیقتی است که مدت‌ها ثابت شده است، اما مشکلی که در فاصله‌گیری از قرمزکشان‌ها، مستقل از گرایی آنها وجود دارد در حدی است که تعیین نرخ واقعی انبساط موسوم به ثابت هابل به یک روند افزایش طاقتفرسا و طولانی شدن در ۵۰ سال گذشته تبدیل شده است. است. با این وجود، در نتیجه جستجوها شامل پروژه های کلیدی تلسکوپی فضای هابل و به طور کلی تر، با مجموعه وسیعی از شواهدی است که مدل استاندارد کیهان شناسی را پشتیبانی می کند، به نظر می رسد با خطایی کمتر از ۲۰ درصد و با اطمینان ۹۵ درصد می توان اعتقاد داشت. ثابت هابل برابر با 0.7 است.

آماری که گفته می شود برای محاسبه محاسبه انبساط از یک واحد اندازه گیری به نام “ثابت هابل” استفاده می شود که حدود پنج کیلومتر در زمین در هر مگاپارسک(46.6 مایل در هر مگاپارسک) یا 3.26 میلیون سال نوری تخمین می شود. زده می شود. اما این انبساط، سوال ایجاد می‌کند، زیرا ممکن است ارزش‌های مختلف برای محاسبه آن متفاوت باشد.

ابهام‌زدایی از انبساط جهان با بزرگترین نقشه کهکشان‌ها

اکنون با این نقشه جدید به نام Cosmicflows-4، بیش از هر زمان دیگری به ابهام زدایی از سن و اندازه کیهان نزدیک شده‌اند و مقدار ثابت هابل ۷۵ کیلومتر در هر مگاپارسک را محاسبه می‌کنند.

محققان از روش هشتم برای اندازه گیری فاصله کهکشان ها استفاده کردند. دو نمونه از این روش‌ها مختصر بودند، در حالی که بقیه مطالعات قبلی به دست آمده بودند. با مقایسه این روش‌های مختلف، نقشه دقیق‌تری تهیه می‌کنند.

گردونه با Cosmicflows-4 فاصله بین 56 هزار کهکشان و سرعت آنها را هنگام دورتر شدن اندازه‌گیری کردند. فواصل و سرعت این کهکشان‌ها که از آنها میزبان صدها ستاره هستند، می‌توانند بینش بیشتر و بیشتر در مورد کیهان ارائه کنند و به نوبه خود کمک کنند تا تاریخ مه‌بانگ را با دقت بیشتری انجام دهند.

برنت تالی، ستاره شناس موسسه نجوم دانشگاه هاوایی و یکی از رهبران این تحقیق می‌گوید: ما با استفاده از ابزارهای دقیق‌تر و فراوان خود می‌توانیم فواصلی کهکشان‌ها و نرخ‌های انبساط کیهان و سن آن‌ها از زمان تولد را با دقت چند درصد انجام دهیم.

چگونه می‌توانم چیزی بی‌نهایت را ترسیم کنم؟ هیچ کس نمی‌داند جهان تا کجا ادامه دارد، اما این تیم تحقیقاتی برای ساخت Cosmicflows-4، فاصله و سرعت هزاران کهکشان را به هشت روش مختلف تعیین کرده است. آنها از داده‌های مطالعات خود و سایر موارد استفاده کردند و چندین داده‌ها از تحقیق ALFALFA HI از رصدخانه منحل‌شده و فرو ریخته آرسیبو(Arecibo) در پورتوریکو به دست آمد.

کشان‌ها همیشه در حال چرخش هستند و سرعت این چرخش‌ها با درخشندگی و عناصر دیگر مانند یک بارکد نوری است که آن را می‌سازد، می‌تواند فاصله‌ای از هر کهکشان را کند، کند. بررسی‌ها با استفاده از اندازه‌گیری‌ها و فواصل دقیق از کهکشان‌های مختلف، حاشیه خطا بسیار کم است.

این تحقیق در مجله Astrophysical منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع