در درک ما از جهان چه مشکل جدی وجود دارد؟

تینو – یکتا فراهانی: از زاویه ای که ما به جهان نگاه می کنیم، بسته به اینکه به کجا نگاه می کنیم، همه چیز با سرعت شگفت انگیزی در حال گسترش است. معمایی به نام «تنش هابل».
تنش هابل به این معنی است که بر اساس شرایط اولیه جهان و درک کنونی ما از تکامل جهان، سرعت فعلی انبساط جهان سریعتر از آن چیزی است که ستاره شناسان انتظار دارند. این مشکل به عنوان تانسور هابل شناخته می شود.

تغییر کیهان شناسی توسط تانسور هابل

لرزش هابل پتانسیل تغییر یا حتی اختلال در کیهان شناسی را دارد. در سال 2019، اندازه‌گیری‌های تلسکوپ فضایی هابل تأیید کرد که این راز واقعی است. در سال 2023، اندازه گیری های دقیق تر از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) این اختلاف را تقویت می کند.

بررسی سه گانه

بررسی سه گانه توسط تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ فضایی جیمز وب، که هر دو با هم کار می کنند، اکنون به نظر می رسد هر گونه خطای اندازه گیری را یک بار برای همیشه از بین برده است.
این مطالعه که در 6 فوریه در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شد، نشان می‌دهد که ممکن است مشکلی جدی در درک ما از جهان وجود داشته باشد.

درک نادرست ما از جهان

آدام ریس، نویسنده اصلی این مطالعه و استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه جان هاپکینز، می‌گوید: گذشته از خطاهای اندازه‌گیری، آنچه باقی می‌ماند این احتمال بسیار واقعی و هیجان‌انگیز است که جهان را اشتباه گرفته‌ایم.

ریس، سول پرلموتر و برایان اشمیت در سال 2011 جایزه نوبل فیزیک را برای کشف انرژی تاریک در سال 1998، نیروی مرموز پشت انبساط شتابان جهان، بردند.

بیشتر بخوانید:

مه مایکروویو در اطراف هسته کهکشان راه شیری

با انواع پله ها و نحوه خرید آنها آشنا شوید

هابل خاموش است، تلاش ها برای بازیابی ادامه دارد

استاندارد طلایی

طبق گفته Myexpressmovie، در حال حاضر دو روش “استاندارد طلایی” برای تعیین ثابت هابل وجود دارد. کمیتی که سرعت انبساط جهان را توصیف می کند. اولین مورد شامل مطالعه نوسانات کوچک در پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) است. یک بقایای باستانی از اولین نور جهان که تنها 380000 سال پس از انفجار بزرگ تولید شد.

روشهای استنتاج ثابت هابل

بین سال‌های 2009 و 2013، اخترشناسان با استفاده از ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، این فاز مایکروویو را برای استنباط ثابت هابل در حدود 46200 مایل در ساعت در هر میلیون سال نوری یا تقریباً 67 کیلومتر در ثانیه در مگاپارسک (km/s/mgaparsec) نقشه‌برداری کردند.

روش دوم از تپ اخترهایی به نام متغیرهای Cepheid استفاده می کند. ستاره‌های سفازین می‌میرند و لایه‌های بیرونی گاز هلیوم آن‌ها با جذب و انتشار تشعشعات از ستاره رشد می‌کنند، که باعث انقباض آن‌ها می‌شود و باعث می‌شود که به صورت دوره‌ای مانند چراغ‌های سیگنال چشمک بزنند.

با روشن‌تر شدن سفئوس، ضربان آهسته‌تری به اخترشناسان داده می‌شود تا درخشندگی مطلق آن را اندازه‌گیری کنند.

نردبان فاصله کیهانی

با مقایسه این درخشندگی با درخشندگی مشاهده شده، ستاره شناسان می توانند Cepheus را به “نردبان فاصله کیهانی” متصل کنند تا عمیق تر به گذشته کیهان نگاه کنند.
با نصب این نردبان، اخترشناسان می توانند عدد دقیقی را برای انبساط آن با توجه به نحوه کشیده شدن یا انتقال نور سفالیک به سرخ پیدا کنند.

استرس یا بحران

توجه داشته باشید که راز از اینجا شروع می شود. با توجه به اندازه گیری های متغیر قیفاووس که توسط ریس و همکارانش انجام شده است، سرعت انبساط جهان حدود 74 کیلومتر بر ثانیه در مگاپیکسل است. در مقایسه با اندازه‌گیری‌های پلانک، این بسیار زیاد است.

دیوید گروس، ستاره شناس برنده جایزه نوبل، در کنفرانسی در سال 2019 در موسسه فیزیک نظری کالی (KITP) در کالیفرنیا گفت: «ما آن را استرس یا مشکل نمی نامیم. بلکه این یک بحران است.

مخلوط سفاس

در ابتدا، برخی از دانشمندان فکر می کردند که این تفاوت ممکن است به دلیل یک خطای اندازه گیری ناشی از مخلوط شدن سفافوس با ستاره های دیگر در دیافراگم هابل باشد. اما در سال 2023، محققان از تلسکوپ فضایی جیمز وب دقیق تر برای تایید اندازه گیری هابل از اولین پله های نردبان کیهانی استفاده کردند. با این حال، پتانسیل برای ازدحام بیشتر در گذشته کیهان وجود داشت.
برای حل این مشکل، ریس و همکارانش با تکیه بر اندازه گیری های قبلی خود، 1000 ستاره قیفاووسی دیگر را در پنج کهکشان میزبان در فاصله 130 میلیون سال نوری از ما مشاهده کردند. پس از مقایسه داده های خود با داده های هابل، اخترشناسان اندازه گیری های قبلی خود را از ثابت هابل تأیید کردند.

احتمال خطای اندازه گیری

ریس می‌گوید: «ما اکنون طیف کاملی از آنچه هابل مشاهده کرده است را پوشش می‌دهیم و می‌توانیم با اطمینان بسیار بالا، خطای اندازه‌گیری را به عنوان دلیل خستگی هابل رد کنیم.

ترکیب وب و هابل بهترین های هر دو دنیا را به ما می دهد. با بالا رفتن مقیاس فاصله کیهانی، متوجه شدیم که اندازه‌گیری‌های هابل قابل اعتماد هستند.