سرعت انبساط کیهان چقدر است؟ - مجله فان پی سی

دانشمندان احتمالا برای پاسخ به یکی از ژرفترین پرسش های دنیا هستی، روشی پیدا نموده اند: دنیا هستی با چه سرعتی در حال انبساط است؟

نرخ انبساط کیهان که با عنوان ثابت هابل شناخته می گردد مبنای بسیاری از دانسته های ما از کیهان است. اما شگفت این است که ما به طور قطع نمی دانیم ثابت هابل واقعا چیست؛ زیرا دو روش اصلی اندازه گیری آن، با یکدیگر سازگاری ندارند.

این موضوع به نگرانی هایی مبنی بر این که درک ما از دنیا هستی ممکن است به شکل بنیادینی غلط باشد و دامن زده است. محاسبه نرخ انبساط کیهان هم خود با سختی هایی روبه رو است.

در حال حاضر ما می توانیم سعی کنیم نرخ انبساط را با نگاه کردن به روشنایی وسرعت ستاره های در حال سوسو زدن و نوسان و انفجار و همچنین با نگاه کردن به نوسانات تابشی که از کیهان به ما می رسند محاسبه کنیم. این دو روش، جواب های متفاوتی به دست می دهند.

محققان پیشنهاد داده اند که یک راه برای حل این مسئله، این است که از روش دیگری برای اندازه گیری استفاده گردد. اگر ما بتوانیم نور و امواج را در فضا-زمانی مشاهده کنیم که از برخورد سیاه چاله ها و ستاره های نوترونی می آیند، قاعدتا باید بتوانیم میزان دیگری از نرخ انبساط را به دست آوریم.

تشخیص و ردیابی این برخوردها، با فناوری های امروز سخت است، اما پژوهشی جدید -که دانشمندان دانشگاه کالج لندن آن را سرپرستی نموده و در نشریه فیزیکال ریویو لترز به چاپ رسانده اند- گفته است که ما به زودی خواهیم توانست این کار را انجام دهیم.

این آنالیز، دریافته است که تا سال 2030، ابزار های زمینی قادر خواهند بود این امواج را که در نتیجه سه هزار برخورد از این دست ایجاد شده اند، در ساختار فضا ببینند. درباره 100 برخورد از این سه هزار برخورد، تلسکوپ ها نور را هم خواهند دید. چنین چیزی، برای اندازه گیری جدید نرخ انبساط کافی است.

این مسئله به نوبه خود قاعدتا باید به ما این امکان را بدهد که بگوییم آیا به فیزیک جدیدی احتیاج است یا نه؛ و سرنخ هایی از این موضوع به دست بدهد که چه بسا شاید در اشتباه بوده ایم.

استیون فینی، از دانشگاه کالج لندن و نویسنده اصلی این مقاله، می گوید: یک ستاره نوترونی، یک ستاره مرده است و زمانی ایجاد می گردد که یک ستاره بسیار بزرگ منفجر می گردد و سپس فرومی پاشد. ستاره نوترونی، فوق العاده چگال است؛ معمولا با ابعاد 16 کیلومتر، اما با جرمی معادل دو برابر جرم خورشید. برخورد آن با یک سیاه چاله، یک رخداد فاجعه بار است.

چیزی که نوساناتی در فضا-زمان ایجاد می نماید که با عنوان امواج گرانشی شناخته می شوند. امواجی که ما اینک می توانیم آن ها را با استفاده از رصدخانه هایی همچون لایگو و ویرگو، شناسایی کنیم.

ما تا به امروز نور این برخورد ها را آشکارسازی ننموده ایم، اما پیشرفت های اجرا شده در حساسیت تجهیزات و دستگاه های آشکارسازی امواج گرانشی، در کنار آشکارساز های جدید در هند و ژاپن، از این نظر که چه تعداد از این نوع رویداد ها می توانند آشکارسازی شوند، به جهشی بزرگ در این زمینه خواهد انجامید. این فوق العاده هیجان انگیز است و می تواند آغازگر دوران جدیدی در اخترفیزیک باشد.

دانشمندان با استفاده از امواج گرانشی قادر خواهند بود به ما بگویند که برخورد در چه فاصله ای رخ داده است و با استفاده از نور خواهند گفت که کهکشان میزبان این برخورد، با چه سرعتی از ما دور می گردد. با تلفیق این دو روش، محققان می توانند نرخ انبساط را به دست آورند.

هیرانیا پیرس، از دانشگاه کالج لندن و یکی از نویسندگان این مقاله، می گوید: ناسازگاری در ثابت هابل، یکی از بزرگترین راز های کیهان شناسی است. امواج فضا-زمان ناشی از این رویداد های بزرگ، افزون بر این که به ما در رمزگشایی از این معما یاری می نماید، پنجره ای جدید به دنیا هستی می گشاید. ما می توانیم بسیاری از کشف های هیجان انگیز دهه های آینده را پیش بینی کنیم.

منبع: ایندیپندنت