Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Гравитационные линзы измеряют расширение Вселенной

Гравитационные линзы измеряют расширение Вселенной
Это один из самых больших споров по космологии: Вселенная расширяется, но насколько быстро? Два доступных измерения дают разные результаты.


Физик из Лейдена Дэвид Харви адаптировал независимый третий метод измерения, используя свойства искривления света галактик, предсказанные Эйнштейном.

Мы уже почти столетие знаем о расширении Вселенной. Астрономы отметили, что свет от далеких галактик имеет меньшую длину волны, чем у близких галактик. Световые волны кажутся вытянутыми или смещенными в красную область, то есть, далекие галактики удаляются.

Эту скорость расширения, называемую постоянной Хаббла, можно измерить. Некоторые сверхновые или взрывающиеся звезды обладают хорошо известной яркостью; это позволяет оценить их расстояние от Земли и связать его с их красным смещением или скоростью. На каждый мегапарсек расстояния (парсек равен 3,3 светового года) скорость, с которой галактики удаляются от нас, увеличивается на 73 километра в секунду.

Однако все более точные измерения космического микроволнового фона, остатка света в очень ранней Вселенной, дали другую постоянную Хаббла: около 67 километров в секунду.

Как это может быть? Почему разница? Может ли эта разница рассказать нам что-нибудь новое о Вселенной и физике? «Вот почему появилось третье измерение, независимое от двух других: гравитационные линзы», говорит лейденский физик Дэвид Харви.

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает, что концентрация массы, такая как галактика, может искривлять путь света, подобно линзе. Когда галактика находится перед ярким источником света, свет изгибается вокруг нее и может достигать Земли разными маршрутами, обеспечивая два, а иногда даже четыре изображения одного и того же источника.

В 1964 году у норвежского астрофизика Сьюра Рефсдала случился момент «ага!»: когда линзирующая галактика немного смещена от центра, один маршрут становится длиннее другого. Это означает, что свет проходит по этому пути дольше. Поэтому, когда яркость квазара меняется, эта точка будет видна на одном изображении перед другим. Разница может составлять дни, недели или месяцы.

Рефсдал показал, что эта разница во времени также может быть использована для определения расстояний до квазара и линзы. Сравнение их с красным смещением квазаров дает независимое измерение постоянной Хаббла.


Исследовательское сотрудничество в рамках проекта HoliCOW использовало шесть из этих линз, чтобы сузить постоянную Хаббла примерно до 73. Но есть сложности: помимо разницы расстояний, масса галактики переднего плана также оказывает эффект задержки, в зависимости от точного массового распространения. «Это распределение необходимо смоделировать, но остается еще много неизвестного», - говорит Харви. Подобные неопределенности ограничивают точность этого метода.

Это может измениться, когда новый телескоп увидит первый свет в Чили в 2021 году. Обсерватория Веры Рубин предназначена для получения изображений всего неба каждые несколько ночей и, как ожидается, будет снимать тысячи двойных квазаров, что даст возможность даже сузить постоянную Хаббла в дальнейшем.

Харви говорит: «Проблема в том, что моделирование всех этих галактик переднего плана по отдельности невозможно с помощью вычислений». Поэтому вместо этого Харви разработал метод расчета среднего эффекта от полного распределения до 1000 линз.

«В этом случае индивидуальные особенности гравитационных линз не так важны, и не нужно моделировать все линзы. Просто нужно убедиться, что моделируете всю популяцию», - говорит Харви.

«В статье я показываю, что при таком подходе ошибка пороговой величины постоянной Хаббла составляет 2% при приближении к тысячам квазаров».

Эта погрешность позволит провести осмысленное сравнение между несколькими кандидатами в постоянные Хаббла и может помочь понять расхождение. 

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
0
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0
0
Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутреннее ядро Земли перестало вращаться?

Внутренняя часть нашей планеты — очень загадочное место, и теперь ученые раскрыли новую странную тайну. Согласно новому исследованию, внутреннее ядро Земли недавно перестало вращаться относительно поверхности в рамках многолетнего цикла.

С тысячами километров горных пород на пути трудно получить хорошее представление о том, что именно происходит в центре Земли. Ученым приходится изучать его косвенно, измеряя изменения магнитного поля, древние кристаллы или то, как сейсмические волны от землетрясений распространяются сквозь разные слои. Это помогло геологам узнать новые детали, в том числе то, что ядро могло состоять из суперионног...
26.01.23 10:17
0