روشی جدید برای اندازهگیری ثابت هابل
روشی جدید برای اندازهگیری ثابت هابل
مجله علمی ایلیاد - ثابت هابل، نرخ انبساط جهان ما را اندازهگیری میکند و نقشی پایهای در کیهانشناسی دارد؛ از این ثابت میتوان برای تعیین اندازه و طول عمر جهان و همچنین بهعنوان ابزار مهمی برای تفسیر رصدهای انجام شده از اجرام کیهانی استفاده کرد. گروهی از ستارهشناسان بینالمللی با استفاده از ترکیب امواج گرانشی و رصدهای رادیویی از جرم کیهانی «GW170817» توانستهاند مقدار دقیقتری را برای ثابت هابل محاسبه کنند. GW170817 دو ستارهی نوترونی ادغام شده است که در سال ۲۰۱۷ کشف شده است.
دو روش اصلی برای تعیین ثابت هابل از مشخصات امواج مایکروویو پسزمینهی کیهانی «CMB» استفاده میکنند. این تشعشعات همان تشعشعاتی هستند که از انفجار بزرگ و یا ابرنواخترهای نوع «Ia» باقی ماندهاند. به هر حال، استفاده از این دو روش نتایج متفاوتی بهدست میدهند. دکتر «کونال مولی» از دانشگاه کلتک، میگوید: «ادغام ستارههای نوترونی راهی برای اندازهگیری ثابت هابل در اختیار ما قرار میدهد تا امیدوار به حل مساله باشیم.»
این روش مشابه روشی است که از انفجار ابرنواخترها استفاده میکند. اعتقاد بر این است که ابرنواختر نوع Ia دارای یک درخشندگی ذاتی است که میتوان میزان آنرا بر اساس سرعت روشنایی و سپس خاموشی آن اندازهگیری کرد. اندازهگیری روشنایی ابرنواختر به نحوی که از روی زمین مشاهده میشود، میتواند فاصلهی انفجار ابرنواختر را مشخص کند. اندازهگیری تغییرات داپلر نور رسیده از کهکشان میزبان ابرنواختر نشاندهندهی سرعتی است که کهکشان در حال دور شدن از زمین است. تقسیم سرعت بهدست آمده بر فاصلهی محاسبهشده ثابت هابل را بهدست میدهد. برای محاسبهی دقیقتر این ثابت باید اندازهگیریهای اینچنینی متعددی در فواصل مختلف انجام شود.
وقتی که دو ستارهی نوترونی غولپیکر با هم برخورد میکنند، باعث انفجار و تولید موجهای گرانشی میشوند. شکل سیگنالهای موجهای گرانشی نشاندهندهی میزان درخشش انفجار آنها است. اندازهگیری میزان روشنایی میتواند نشاندهندهی فاصله تا زمین باشد. دکتر مولی میگوید: «این یک روش کاملاً مستقل اندازهگیری است که میتواند مقدار واقعی ثابت هابل را مشخص کند.»
به هر حال، برای استفاده از امواج گرانشی بهعنوان وسیلهای برای اندازهگیری فاصله، باید از جهتگیری آن آگاه باشیم. دانشمندان در طول یک دورهی یک ماهه با استفاده از تلسکوپهای رادیویی، جابهجایی جتهای فوقسریع مواد خارج شده از برخورد GW170817 را اندازهگیری کردند و به این ترتیب از جهتگیری امواج گرانشی آگاه شدند تا بتوانند به کمک آن فاصلهها را اندازه بگیرند.
دانشمندان مقدار ثابت هابل را بین ۶۵.۳ تا ۷۵.۶ کیلومتر بر ثانیه اندازهگیری کردند. آنها میگویند: «اندازهگیری ثابت هابل بر اساس یک رخداد در فاصلهی ۱۳۰ میلیون سال نوری از زمین نمیتواند برای اطمینان از صحت آن کافی باشد، ولی از این روش میتوان برای دیگر موارد نیز استفاده کرد.»
نتایج این تحقیق در مجلهی Nature Astronomy چاپ شده است.