Nauka I tech
Krótki link
172
Subskrybuj nas na

Naukowcy zaproponowali nowy sposób pomiaru tempa rozszerzania się Wszechświata w oparciu o wspólną obserwację fal grawitacyjnych i sygnałów świetlnych powstających w wyniku zderzenia czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Artykuł został opublikowany w czasopiśmie „Physical Review Letters”.

Tempo rozszerzania się Wszechświata, jeden z kluczowych parametrów kosmologii, jest szacowane przez astrofizyków za pomocą stałej Hubble'a. W swojej fizycznej istocie jest to lokalne przyspieszenie.

Tradycyjnie naukowcy oceniają to dwiema metodami. Pierwsza opiera się na analizie fluktuacji kosmicznego mikrofalowego tła - reliktowego promieniowania pozostałego po Wielkim Wybuchu; a druga na przypadkowym pojawieniu się supernowych w odległych galaktykach.

Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Szwecji i Holandii zaproponowali metodę opartą na wspólnej obserwacji eksplozji światła i zmarszczek grawitacyjnych w tkance kosmicznej, spowodowanych zderzeniami czarnej dziury i gwiazdy neutronowej. Autorzy przeprowadzili symulację 25 tysięcy takich zderzeń na komputerze i stwierdzili, że do 2030 roku obserwatoria fal grawitacyjnych będą w stanie wykrywać zmarszczki w czasoprzestrzeni trzech tysięcy z nich, a w około stu takich przypadkach teleskopy zobaczą również towarzyszące eksplozje światła.

Naukowcy są przekonani, że te dane wystarczą, aby zapewnić nowy, całkowicie niezależny pomiar tempa rozszerzania się Wszechświata, wystarczająco dokładny i wiarygodny, aby potwierdzić lub zaprzeczyć potrzebie tworzenia nowej fizyki.

Zderzenie gwiazdy neutronowej z czarną dziurą jest katastrofalnym wydarzeniem powodującym zmarszczki w czasoprzestrzeni zwane falami grawitacyjnymi, które możemy teraz wykryć na Ziemi za pomocą obserwatoriów takich jak LIGO i Virgo

- stwierdza cytowany w komunikacie prasowym Uniwersyteckiego College'u Londynu astrofizyk Stephen Feeney.

Nigdy nie widzieliśmy światła z takich zderzeń, ale zwiększenie czułości sprzętu rejestrującego  fale grawitacyjne, wraz z nowymi detektorami w Indiach i Japonii, doprowadzi do ogromnego skoku naprzód pod względem tego, ile takich zdarzeń będziemy w stanie wykryć. Jest to niezwykle interesujące i powinno otworzyć nową erę w astrofizyce.

Aby obliczyć stałą Hubble'a, należy znać odległość do obiektów astronomicznych, a także prędkość, z jaką się oddalają. Analiza fal grawitacyjnych pokazuje, jak daleko jest do miejsca zderzenia. Aby określić, jak szybko galaktyka, w której doszło do zderzenia się oddala, astronomowie mierzą przesunięcie ku czerwieni, czyli sposób, w jaki długość fali światła wytwarzanego przez źródło rozciąga się podczas ruchu. Zdaniem autorów eksplozje światła towarzyszące zderzeniom pozwolą na dokładne określenie przesunięcia ku czerwieni galaktyki, w której doszło do zderzenia.

Chińska flaga na tle Księżyca
© AFP 2021 / Mark Ralston
Jeśli nasze przypuszczenia są słuszne, wiele z tych zderzeń nie spowoduje eksplozji - czarna dziura połknie gwiazdę bez pozostawiania śladu. Jednak w niektórych przypadkach mała czarna dziura najpierw rozerwie gwiazdę neutronową, zanim ją połknie, pozostawiając poza dziurą materię, która emituje promieniowanie elektromagnetyczne

- kontynuuje Feeney.

Spośród dwóch istniejących opcji szacowania szybkości rozszerzania się Wszechświata metoda „gwiazdowa” jest wygodniejsza, ponieważ w przeciwieństwie do pomiaru tła mikrofalowego nie wymaga stosowania pełnej teorii Wszechświata. Aby jednak zdecydować, która z dwóch metod jest dokładniejsza, potrzebna jest co najmniej jeszcze jedna niezależna metoda weryfikacji, którą zdaniem autorów może stać się proponowana metoda.

Zobacz również:

Jurij Gagarin – pierwszy człowiek w kosmosie
Chiny dążą do dominacji w kosmosie?
Tagi:
naukowcy, Wszechświat, badania, kosmos
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz