Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Ny tilgang forfiner Hubbles-konstanten og universets alder

Kredit:CC0 Public Domain

Brug af kendte afstande på 50 galakser fra Jorden til at forfine beregninger i Hubbles konstant, et forskerhold ledet af en astronom fra University of Oregon anslår universets alder til 12,6 milliarder år.

Tilnærmelser til at datere Big Bang, som fødte universet, stole på matematik og beregningsmodellering, ved hjælp af afstandsestimater af de ældste stjerner, galaksers adfærd og hastigheden af ​​universets udvidelse. Ideen er at beregne, hvor lang tid det ville tage alle objekter at vende tilbage til begyndelsen.

En nøgleberegning for dating er Hubbles konstant, opkaldt efter Edwin Hubble, der først beregnede universets ekspansionshastighed i 1929. En anden nyere teknik bruger observationer af reststråling fra Big Bang. Den kortlægger bump og vrikker i rumtiden - den kosmiske mikrobølgebaggrund, eller CMB – og afspejler forholdene i det tidlige univers som fastsat af Hubbles konstant.

Imidlertid, metoderne når frem til forskellige konklusioner, sagde James Schombert, professor i fysik ved UO. I et papir offentliggjort den 17. juli i Astronomisk Tidsskrift , han og kolleger afslører en ny tilgang, der omkalibrerer et afstandsmålende værktøj kendt som den baryoniske Tully-Fisher-relation uafhængigt af Hubbles konstante.

"Problemet med afstandsskala, som det er kendt, er utroligt vanskeligt, fordi afstandene til galakser er store, og vejviserne for deres afstande er svage og svære at kalibrere, " sagde Schombert.

Schomberts team genberegnede Tully-Fisher tilgangen, ved at bruge præcist definerede afstande i en lineær beregning af de 50 galakser som guider til måling af afstande fra 95 andre galakser. Universet, han bemærkede, er styret af en række matematiske mønstre udtrykt i ligninger. Den nye tilgang tager mere præcist højde for galaksernes masse- og rotationskurver for at omdanne disse ligninger til tal som alder og ekspansionshastighed.

Hans holds tilgang bestemmer Hubbles konstant - universets ekspansionshastighed - på 75,1 kilometer i sekundet pr. megaparsek. give eller tage 2.3. Et megaparsec, en fælles enhed af rumrelaterede mål, er lig med en million parsecs. En parsec er omkring 3,3 lysår.

Alle Hubbles konstante værdier er lavere end 70, hans hold skrev, kan udelukkes med 95 procents grad af tillid.

Traditionelt anvendte måleteknikker gennem de sidste 50 år, Schombert sagde, har sat værdien til 75, men CMB beregner en hastighed på 67. CMB-teknikken, mens du bruger forskellige antagelser og computersimuleringer, skal stadig nå frem til det samme skøn, han sagde.

"Spændingen i feltet opstår af, at den ikke gør det, " sagde Schombert. "Denne forskel ligger langt uden for observationsfejlene og frembragte en stor del friktion i det kosmologiske samfund."

Beregninger fra observationer af NASAs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe i 2013 satte universets alder på 13,77 milliarder år, hvilken, i øjeblikket, repræsenterer standardmodellen for Big Bang-kosmologi. De forskellige Hubbles konstante værdier fra de forskellige teknikker anslår generelt universets alder til mellem 12 milliarder og 14,5 milliarder år.

Den nye undersøgelse, delvist baseret på observationer foretaget med Spitzer Space Telescope, tilføjer et nyt element til, hvordan beregninger for at nå Hubbles konstant kan indstilles, ved at indføre en rent empirisk metode, ved hjælp af direkte observationer, at bestemme afstanden til galakser, sagde Schombert.

"Vores resulterende værdi er på den høje side af de forskellige kosmologiske skoler, signalerer, at vores forståelse af universets fysik er ufuldstændig med håbet om ny fysik i fremtiden, " han sagde.


Varme artikler