ХХ век подарил миру огромное количество умопомрачительных открытий: в 1916 году известный на весь мир физик по имени Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО); потом, в 1927 году астролог Эдвин Хаббл нашел, что галактики удаляются от Земли (и друг от друга) со все растущей скоростью; в следующие десятилетия такие выдающиеся разумы как Нильс Бор, Макс Планк, Луи де Бройль, Вернер Гейзенберг и остальные трудились над созданием квантовой теории. Сейчас их труд лежит в базе наших познаний о Вселенной – мы знаем, что она родилась 13,8 млрд годов назад и с того времени расширяется с убыстрением. Вот лишь причина, по которой Вселенная становится больше и больше, остается загадкой и ученые не могут придти к одному воззрению о том, почему. Это, почти во всем, соединено с разными методами измерения неизменной Хаббла (фундаментального параметра, описывающего расширение Вселенной), которые демонстрируют различные результаты. Но не так давно ученые предложили новейший метод, потенциально способный разрешить кризис космологии. О нем побеседуем в данной статье.
Команда ученых предложила новейший метод для разрешения кризиса в космологии – при помощи гравитационных волн.
Темные дыры и гравитационные волны
В зимнюю пору 2016 года ученые объявили о открытии гравитационных волн – ряби в пространстве-времени, вызванной столкновением мощных темных дыр. Их существование в первый раз было предсказано теорий относительности Эйнштейна в 1916 году, а в 2017 отмечено Нобелевской премии по физике. На самом деле, гравитационные волны представляют бегущую деформацию абсолютной пустоты – это конфигурации гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. При прохождении гравитационной волны меж 2-мя телами расстояние меж ними меняется.
Открытие гравитационных волн также подтверждает существование темных дыр – мощных объектов, гравитационное притяжение которых так велико, что покинуть их не могут даже кванты самого света. Граница, что отделяет черную дыру от остального вселенной, именуется горизонтом событий. Его в 2019 году ученым удалось сфотографировать, подробнее о этом открытии читайте в материале моего коллеги Ильи Хеля.
Столкновение 2-ух темных дыр – причина появления гравитационных волн (в представлении художника).
Потому что детектирование волн подтверждает смелые догадки о том, как устроена наша Вселенная, почти все ученые окрестили их открытие началом новейшей эпохи астрономии. Сейчас же ученые считают, что с помощью их можно разрешить кризис современной космологии.
Новейший подходя измерения неизменной Хаббла
В 1929 году, спустя два года опосля собственного открытия, Эдвин Хаббл высчитал скорость, с которой наша Вселенная расширяется – постоянную Хаббла. Вот лишь в следующие годы любой новейший метод ее измерения демонстрировал новейшие, не согласующиеся вместе результаты. Любопытно, что сейчас есть два главных метода ее измерения, с той только различием, что что один набор способов разглядывает относительно близкие объекты во Вселенной, а иной – весьма отдаленные. Но каким бы способом ученые не пользовались, результаты получаются различные.
Не так давно команда исследователей из Института Пенсильвании предложила применять для разрешения неизменной Хаббла гравитационные волны. Дело в том, что когда мощные объекты, к примеру темные дыры либо нейтронные звезды (которые не видно при помощи оптических телескопов), сталкиваются вместе, они деформируют ткань (мед. система клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями) пространства-времени, создавая гравитационные волны.
С 2015 года южноамериканская лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) и ее европейский аналог Virgo прослушивают космос на предмет схожих «аварий», которые звенят в их сенсорах, будто бы колокольчики.
«Гравитационные волны могут отдать для вас другое представление о неизменной Хаббла», – сказал в интервью Live Science Ссохраб Борханян, физик из Института Пенсильвании.
Зависимо от расстояния от Земли столкновения темных дыр будут звучать громче либо тише для LIGO, что дозволит ученым вычислить, как далековато находятся эти объекты. В неких вариантах столкновение галлактических чудовищ также приводит к вспышке света, которую астрологи могут выудить при помощи телескопов.
До сего времени исследователи следили лишь одно такое событие с гравитационными волнами и одно со световыми сигналами – пару нейтронных звезд, которые астрологи следили в 2017 году. Исходя из приобретенных данных, физики вычислили значение неизменной Хаббла. Прошлые исследования проявили, что космологам необходимо было бы следить около 50 схожих событий, чтоб получить наиболее четкий расчет неизменной Хаббла.
Но эти галлактические трагедии происходят не так нередко и к тому же не соединены со вспышками света, которые содержат самую важную информацию о скорости. Эти действия, невидимые кроме гравитационных волн, являются более всераспространенными сигналами, получаемыми LIGO и иными гравитационно-волновыми установками.
Выход из кризиса
В течение последующих 5 лет сенсоры LIGO, как ожидается, получат обновления, которые дозволят им распаковать еще больше деталей сигналов гравитационных волн и выудить еще больше событий, включая больше столкновений темных дыр. К южноамериканским и европейским установкам не так давно присоединился сенсор гравитационных волн Kamioka (KAGRA) в Стране восходящего солнца, а индийский сенсор должен показаться в сети приблизительно в 2024 году.
Рябь в пространстве-времени, вызванная столкновением мощных объектов.
По воззрению создателей новейшего исследования, размещенного в журнальчике Bulletin of the American Physical Society, в дальнейшем сенсоры сумеют определять где в мироздании вышло столкновение в 400 раз лучше, чем сейчас. При помощи данной инфы астрологи уповают идентифицировать четкое положение галактики, где вышло столкновение, а потом найти, как стремительно эта галактика удаляется от Земли. Также не будет необходимости находить подобающую вспышку света.
В собственной работе ученые проявили, что столкновения меж громоздкими объектами будут в особенности насыщены информацией, производя данные, при помощи которых можно вычислить постоянную Хаббла с высочайшей точностью. Приобретенные результаты также подразумевают, что в дальнейшем гравитационные сенсоры будут лучше и поточнее улавливать поступающие сигналы. И все таки, возможность того, что остальные измерения посодействуют разрешить кризис неизменной Хаббла ранее, исключать не стоит.
