Tin tức Vũ trụ TV

Đo sự giãn nở của vũ trụ: Các nhà nghiên cứu tập trung vào vận tốc

Ngày:
Th10 30, 2020
Tóm lược:

Dường như có sự khác biệt giữa phép đo sự giãn nở của Vũ trụ bằng cách sử dụng bức xạ trong Vũ trụ sơ khai và bằng cách sử dụng các vật thể lân cận. Các nhà nghiên cứu hiện đã đóng góp vào cuộc tranh luận này bằng cách tập trung vào vận tốc.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Kể từ khi nhà thiên văn học Edwin Hubble chứng minh rằng hai thiên hà càng xa nhau thì chúng di chuyển ra xa nhau càng nhanh, các nhà nghiên cứu đã đo tốc độ giãn nở của Vũ trụ (hằng số Hubble) và lịch sử của sự giãn nở này. Gần đây, một câu đố mới đã xuất hiện, vì dường như có sự khác biệt giữa các phép đo sự giãn nở này bằng cách sử dụng bức xạ trong Vũ trụ sơ khai và bằng cách sử dụng các vật thể gần đó. Các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Bình minh Vũ trụ, tại Viện Niels Bohr, Đại học Copenhagen, hiện đã đóng góp vào cuộc tranh luận này bằng cách tập trung vào các phép đo vận tốc. Kết quả đã được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn (Astrophysical Journal).

Trong cả hai lần quan sát, dịch chuyển đỏ được đo từ độ trong của siêu tân tinh. Nhưng trong quan sát 2 (Thiên hà 2), phép đo được thực hiện trên vật phóng từ vụ nổ. Các phép đo trên Galaxy 2 trở nên không chắc chắn hơn vì chúng ta không biết chính xác trong từng trường hợp vụ nổ đẩy vật liệu ra nhanh như thế nào. Nó không bao giờ ít hơn nó vẫn được tạo ra để có được nhiều dữ liệu nhất có thể.
Trong cả hai lần quan sát, dịch chuyển đỏ được đo từ độ trong của siêu tân tinh. Nhưng trong quan sát 2 (Thiên hà 2), phép đo được thực hiện trên vật phóng từ vụ nổ. Các phép đo trên Galaxy 2 trở nên không chắc chắn hơn vì chúng ta không biết chính xác trong từng trường hợp vụ nổ đẩy vật liệu ra nhanh như thế nào. Nó không bao giờ ít hơn nó vẫn được tạo ra để có được nhiều dữ liệu nhất có thể.

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Bình minh Vũ trụ nhận thấy rằng các phép đo vận tốc được sử dụng để xác định tốc độ giãn nở của Vũ trụ có thể không đáng tin cậy. Như đã nêu trong ấn phẩm, điều này không giải quyết được sự khác biệt, mà là gợi ý về sự mâu thuẫn bổ sung trong thành phần của Vũ trụ.

Đo tốc độ mở rộng của vũ trụ

Hiện nay, các nhà thiên văn đo lường sự giãn nở của Vũ trụ bằng hai kỹ thuật rất khác nhau. Một dựa trên việc đo lường mối quan hệ giữa khoảng cách và vận tốc của các thiên hà lân cận, trong khi phương pháp khác bắt nguồn từ việc nghiên cứu bức xạ nền từ vũ trụ rất sơ khai. Đáng ngạc nhiên là hai cách tiếp cận này hiện có tỷ lệ mở rộng khác nhau. Nếu sự khác biệt này là có thật, thì hậu quả là một sự tái giải thích mới và khá ấn tượng về sự phát triển của Vũ trụ. Tuy nhiên, cũng có thể sự khác biệt trong hằng số Hubble có thể là do các phép đo không chính xác. Rất khó để đo khoảng cách trong Vũ trụ, vì vậy nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc cải thiện và hiệu chỉnh lại các phép đo khoảng cách. Nhưng bất chấp điều này, hơn 4 năm qua, bất đồng vẫn chưa được giải quyết.

Vận tốc của các thiên hà ở xa rất dễ đo

Trong bài báo khoa học gần đây, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Bình minh Vũ trụ hiện đang cố gắng làm sáng tỏ một vấn đề liên quan: phép đo vận tốc. Tùy thuộc vào vận tốc mà một vật thể ở xa di chuyển ra khỏi chúng ta, ánh sáng của nó chuyển sang màu đỏ hơn. Với cái gọi là dịch chuyển đỏ này, có thể đo vận tốc từ quang phổ của một thiên hà xa xôi. Không giống như các phép đo khoảng cách, cho đến nay người ta vẫn cho rằng vận tốc tương đối dễ đo.

Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu gần đây kiểm tra các phép đo khoảng cách và vận tốc từ hơn 1000 siêu tân tinh (sao nổ) được thu thập trong 25 năm qua, họ đã phát hiện ra sự khác biệt đáng ngạc nhiên trong kết quả của họ. Albert Sneppen, sinh viên Thạc sĩ tại Viện Niels Bohr giải thích: “Chúng tôi luôn tin rằng việc đo vận tốc khá đơn giản và chính xác, nhưng hóa ra chúng tôi đang thực sự đối phó với hai loại dịch chuyển đỏ.”

Loại đầu tiên, đo vận tốc mà thiên hà chủ di chuyển ra khỏi chúng ta, được coi là đáng tin cậy nhất. Loại dịch chuyển đỏ khác đo vận tốc vật chất phóng ra từ ngôi sao đang nổ bên trong thiên hà. Hay chính xác hơn là vật chất từ ​​siêu tân tinh di chuyển về phía chúng ta với vận tốc bằng vài phần trăm vận tốc ánh sáng (hình minh họa 1). Sau khi bù đắp cho chuyển động bổ sung này, dịch chuyển đỏ – và vận tốc – của thiên hà chủ có thể được xác định. Nhưng sự bù đắp này đòi hỏi một mô hình chính xác cho vụ nổ. Các nhà nghiên cứu đã có thể xác định rằng kết quả từ hai kỹ thuật khác nhau này dẫn đến hai lịch sử giãn nở khác nhau của Vũ trụ, và do đó cũng có hai thành phần khác nhau.

Mọi thứ có “bị phá vỡ một cách thú vị không?”

Vì vậy, điều này có nghĩa là các phép đo của Vũ trụ sơ khai và các phép đo mới hơn cuối cùng là một câu hỏi về các phép đo vận tốc không chính xác? Có lẽ là không, Bidisha Sen, một trong những tác giả của bài báo, nói. “Ngay cả khi chúng ta chỉ sử dụng dịch chuyển đỏ đáng tin cậy hơn, các phép đo siêu tân tinh không chỉ tiếp tục không đồng ý với hằng số Hubble được đo từ Vũ trụ sơ khai – chúng còn gợi ý về sự khác biệt chung hơn về thành phần của Vũ trụ.”

Phó giáo sư tại Viện Niels Bohr Charles Steinhardt, bị hấp dẫn bởi những kết quả mới này. Ông nói: “Nếu chúng ta thực sự đang giải quyết hai bất đồng, điều đó có nghĩa là mô hình hiện tại của chúng ta sẽ bị“ phá vỡ một cách thú vị ”. Để giải quyết hai vấn đề, một liên quan đến thành phần của Vũ trụ và một liên quan đến tốc độ giãn nở về Vũ trụ, cần phải có những giải thích vật lý khác hơn là nếu chúng ta chỉ muốn giải thích một sự khác biệt duy nhất trong tốc độ giãn nở. “

Công việc Khoa học tiếp tục tại Kính viễn vọng Quang học Bắc Âu

Với Kính viễn vọng Quang học Bắc Âu ở Gran Canaria, các nhà nghiên cứu hiện đang thu được dịch chuyển đỏ mới từ các thiên hà chủ. Khi họ so sánh những kết quả này với dịch chuyển đỏ dựa trên siêu tân tinh, họ sẽ có thể xem liệu hai kỹ thuật có còn khác biệt hay không. Steinhardt giải thích: “Chúng tôi đã biết rằng những phép đo nhạy cảm này đòi hỏi những phép đo chính xác về vận tốc, và những phép đo này sẽ có thể đạt được với những quan sát mới.”


Nguồn truyện:

Tài liệu do Đại học Copenhagen cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Charles L. Steinhardt, Albert Sneppen, Bidisha Sen. Ảnh hưởng của dịch chuyển đỏ siêu tân tinh Những điều không chắc chắn đối với việc xác định các thông số vũ trụ . Tạp chí Vật lý thiên văn , 2020; 902 (1): 14 DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abb140

Bài viết liên quan

Bài viết mới