Σύμπαν: Τελικά, πόσο γρήγορα διαστέλλεται το σύμπαν μας και πώς το μετράμε αυτό; (video)

Από στις 8 Οκτωβρίου 2017

Γνωρίζουμε ότι το σύμπαν επεκτείνεται. (Θα μπορούμε να αναρωτηθούμε ποιο στοιχείο μας κάνει να το λέμε αυτό; Όμως αυτό το ερώτημα είναι για τους δασκάλους φυσικής και αστρονομίας σε σχέση με τους μαθητές τους. Ας το αφήσουμε για την ώρα.) Το ερώτημα που μπορεί κάποιος/α να θέσει τώρα είναι: επεκτείνεται, αλλά πόσο γρήγορα; Το ερώτημα δεν είναι τωρινό, γεννήθηκε στο μυαλό των επιστημόνων από τη δεκαετία του 1930. Τι έγινε τότε; Τότε ήταν που οι παρατηρήσεις του Edwin Hubble (τα δεδομένα δημοσιεύθηκαν το 1929) και άλλων απέδειξαν με πειστικό τρόπο την διαστολή του σύμπαντος. Ο Hubble (το όνομα του οποίου δόθηκε στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble) είχε συνεργάτη, στο παρατηρητήριο στο Mt. Wilson, τον Milton Humason, ο οποίος ξεκίνησε ως οδηγός μουλαριών που μετέφεραν τον εξοπλισμό του παρατηρητηρίου στην κορυφή που αυτό οικοδομήθηκε. Αργότερα έγινε επιστάτης στο παρατηρητήριο και μετά έγινε βοηθός για τη νύχτα. Οι Hubble και Humason εκτίμησαν ότι ο ρυθμός της διαστολής έχει τιμή 500 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (500 km/s/Mpc).

Ας θυμηθούμε ότι το 1 Mpc είναι πολλαπλάσιο μιας πολύ μεγάλης μονάδας μέτρησης αποστάσεων, του 1 pc. Το 1 Mpc είναι ισοδύναμο με ένα εκατομμύριο παρσέκ (pc), ενώ το 1 pc είναι ισοδύναμο περίπου με 3,26 έτη φωτός ή αλλιώς 3,26 l-y και 1 έτος φωτός (l-y) είναι ισοδύναμο με 9,5 εκατομμύρια εκατομμυρίων χιλιόμετρα ή αλλιώς 9,5×10^12 km.

Αρκετά χρόνια αργότερα, το 1956, ο Humason μαζί με τους Mayall και Sandage προσδιόρισαν την τιμή του ρυθμού διαστολής (σταθεράς Hubble) σε 180 km/s/Mpc. Δυο χρόνια αργότερα η τιμή που δημοσιεύεται από τον Sandage είναι 75 km/s/Mpc, ενώ στις αρχές της δεκαετές του 1970 η τιμή της σταθεράς (ή του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος) εκτιμάται να κυμαίνεται γύρω από τα 55 km/s/Mpc. Το 1990 τοποθετείται σε τροχιά το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, του οποίου ένας από τους κύριους σκοπούς ήταν να μετρήσει την τιμή της σταθεράς Hubble. Το 2001 η μελέτη των στοιχείων του διαστημικού τηλεσκοπίου και επίγειων οπτικών τηλεσκοπίων από τις παρατηρήσεις υπερκαινοφανών, αποδίδει την τιμή 72 (+/- 8) km/s/Mpc, ενώ το 2006 η μελέτη της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από ομάδα επιστημόνων, με τη αξιοποίηση στοιχείων από το δορυφόρο WMAP της NASA, οδηγείται στην τιμή 70 km/s/Mpc.

Όπως γίνεται φανερό οι τιμές διαρκώς αλλάζουν. Ωστόσο φαίνεται πως τα τελευταία χρόνια εμφανίζεται μια προσέγγιση των τιμών που μετριούνται με τη μελέτη υπερκαινοφανών και κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, στοιχείο που οδήγησε στην άποψη ότι αυτοί οι δυο διαφορετικοί τύποι παρατηρήσεων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος. Νομίζετε; Μην επενδύετε στη θετική απάντηση!

Το νέο video της NASA εξηγεί περισσότερα σχετικά με τη σταθερά Hubble (θυμίζουμε: μετράει το ρυθμό διαστολής του σύμπαντος) και τι οδηγεί τους επιστήμονες να διαφωνούν τώρα. Εξηγεί γιατί ο προσδιορισμός της αριθμητικής τιμής της σταθεράς Hubble είναι βασικό στοιχείο για να κατανοηθεί η ηλικία του σύμπαντος και οι σχετικές ποσότητες της ύλης, της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Λέτε το Καθιερωμένο Κοσμολογικό Πρότυπο να είναι λάθος; Μπορείτε να ψάξετε και στα άρθρα του egno.gr και να βρείτε αρκετά για τις νέες ερωτήσεις που ερευνώνται στα διάφορα εργαστήρια στον πλανήτη μας σχετικά με το θέμα.

Απολαύστε το video:

Για τη σύνθεση του κειμένου χρησιμοποιήθηκαν ως πηγές: earthsky, NASA, HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS κ.ά.

Κωνσταντίνος Ζώκος

Κωνσταντίνος Ζώκος

Φυσικός, Δάσκαλος Φυσικής