در درک ما از جهان چه مشکل جدی وجود دارد؟

همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: از زاویه‌ای که ما به جهان نگاه می‌کنیم همه چیز با سرعت‌ گیج‌کننده‌ای البته با توجه به جایی که ما نگاه می‌کنیم، در حال انبساط است؛ معمایی که «تنش هابل» نامیده می‌شود.
تنش هابل یعنی بر اساس شرایط اولیه جهان و درک فعلی ما از تکامل جهان، سرعت فعلی انبساط کیهان سریع‌تر از آن چیزی است که ستاره شناسان انتظار دارند. این مشکل به عنوان تنش هابل شناخته می شود.

تغییر کیهان شناسی توسط تنش هابل

تنش هابل، پتانسیل آن را دارد که کیهان شناسی را به کلی تغییر دهد یا حتی آن را به هم بزند. در سال ۲۰۱۹، اندازه‌گیری‌های تلسکوپ فضایی هابل واقعی بودن این معما را تایید کرد. در سال ۲۰۲۳، اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) این اختلاف را تقویت کرد.

بررسی سه گانه

به نظر می رسد در حال حاضر یک بررسی سه گانه توسط تلسکوپ فضایی هابل و جیمز وب که هر دو با هم کار می کنند، احتمال هرگونه خطای اندازه گیری را برای همیشه از بین برده است.
این مطالعه که در ۶ فوریه در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد، نشان می‌دهد که ممکن است در درک ما از کیهان مشکلی جدی وجود داشته باشد.

درک اشتباه ما از جهان

آدام ریس، نویسنده ارشد این مطالعه، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه جان هاپکینز، می گوید : با نفی خطاهای اندازه گیری، آنچه باقی می ماند آن است که احتمال واقعی و هیجان انگیزی است که ما جهان را به اشتباه درک کرده ایم.

ریس، سائول پرلموتر و برایان پی اشمیت در سال ۲۰۱۱ جایزه نوبل فیزیک را برای کشف انرژی تاریک در سال ۱۹۹۸، نیروی اسرارآمیز پشت انبساط شتابنده کیهان، بردند.

بیشتر بخوانید :

مه مایکروویو در اطراف هسته کهکشان راه شیری


آشنایی با انواع نردبان و شیوه های خرید آن

هابل در خواب زمستانی | تلاش برای بازگرداندن به کار ادامه دارد

استاندارد طلایی

به گزارش Myexpressmovie در حال حاضر، دو روش «استاندارد طلایی» برای تعیین ثابت هابل وجود دارد؛ مقداری که میزان انبساط جهان را توصیف می‌کند. اولین مورد شامل بررسی نوسانات کوچک در پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) است؛ یادگاری باستانی از اولین نور جهان که فقط ۳۸۰۰۰۰ سال پس از انفجار بزرگ تولید شده است.

راه های استنباط ثابت هابل

بین سال‌های ۲۰۰۹ و ۲۰۱۳، اخترشناسان با استفاده از ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، این فاز مایکروویو را برای استنباط ثابت هابل تقریباً ۴۶۲۰۰ مایل در ساعت در میلیون سال نوری یا تقریباً ۶۷ کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک (km/s/Mpc) ترسیم کردند.

روش دوم از ستاره های تپنده ای به نام متغیرهای Cepheid استفاده می کند. ستارگان قیفاووسی در حال مرگ هستند و لایه‌های بیرونی گاز هلیوم آن‌ها با جذب و انتشار تشعشعات ستاره رشد می کنند ، منقبض و باعث می‌شوند به‌طور دوره‌ای مانند لامپ‌های سیگنالی دور سوسو بزنند.

با درخشان‌تر شدن قیفاووس‌ها، آهسته‌تر تپش می‌کنند و به ستاره‌شناسان وسیله‌ای برای اندازه‌گیری روشنایی مطلق آنها می‌دهند.

نردبان فاصله کیهانی

اخترشناسان با مقایسه این درخشندگی با درخشندگی مشاهده‌شده‌شان، می‌توانند قیفاووس‌ها را به یک «نردبان فاصله کیهانی» ببندند تا عمیق‌تر به گذشته کیهان نگاه کنند.
با قرار گرفتن این نردبان، ستاره شناسان می توانند عدد دقیقی را برای انبساط آن از نحوه کشیده شدن نور قیفاووسی یا تغییر رنگ قرمز پیدا کنند.

تنش یا بحران

توجه داشته باشیم این جایی است که راز شروع می شود. با توجه به اندازه‌گیری‌های متغیر Cepheid که توسط ریس و همکارانش انجام شد، سرعت انبساط کیهان حدود ۷۴ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپیکسل است؛ در مقایسه با اندازه‌گیری‌های پلانک، این مقدار بسیار بالاست.

دیوید گروس، ستاره‌شناس برنده جایزه نوبل، در کنفرانسی در سال ۲۰۱۹ در مؤسسه فیزیک نظری کاولی (KITP) در کالیفرنیا گفت: ما آن را تنش یا مشکل نمی نامیم؛ بلکه این یک بحران است.

اختلاط قیفاووس

ابتدا بعضی دانشمندان تصور می‌کردند این اختلاف می‌تواند ناشی از یک خطای اندازه‌گیری باشد که بر اثر اختلاط قیفاووس با ستاره‌های دیگر در روزنه هابل ایجاد شده است. اما در سال ۲۰۲۳، محققان از JWST دقیق‌تر استفاده کردند تا تأیید کنند اندازه‌گیری‌های هابل برای اولین پله‌های نردبان کیهانی درست بوده است. با وجود این، احتمال ازدحام بیشتر در گذشته جهان وجود داشت.
برای حل این مشکل، ریس و همکارانش بر اساس اندازه‌گیری‌های قبلی خود، ۱۰۰۰ ستاره قیفاووسی دیگر را در پنج کهکشان میزبان به فاصله ۱۳۰ میلیون سال نوری از زمین مشاهده کردند. پس از مقایسه داده‌هایی خود با هابل، اخترشناسان اندازه‌گیری‌های گذشته خود را از ثابت هابل تأیید کردند.

احتمال خطای اندازه‌گیری

ریس می‌گوید: ما اکنون کل محدوده آنچه را هابل مشاهده کرده است دربرگرفته‌ایم و می‌توانیم خطای اندازه‌گیری را به‌عنوان علت تنش هابل با اطمینان بسیار بالا رد کنیم.

ترکیب وب و هابل بهترین‌های هر دو جهان را به ما می‌دهد. ما متوجه می‌شویم که اندازه‌گیری‌های هابل همچنان قابل‌اعتماد باقی می‌ماند که از نردبان فاصله کیهانی بالاتر می‌رویم.