|
Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret Hubble-törvény Tartalomjegyzékhez < Világképem < (Sugárzás-időszak, Anyag-időszak) Edwin Powell Hubble amerikai csillagász 1929-ben figyelte meg, hogy minél távolabb van tőlünk egy galaxis, annál nagyobb a vöröseltolódása, azaz annál nagyobb sebességgel látszik távolodni. A Hubble-törvény szerint a galaxisok távolodási sebessége (v) arányos a távolságukkal (r): v=Hr ahol H a Hubble-állandó. Értéke a Hubble űrtávcső 2009-es mérései szerint 74,2±3,6 km/s/Mpc.
2001-re a Hubble-állandó értékét a Hubble nevét viselő űrtávcső mérései révén kb. 10% pontossággal sikerült megállapítani. Ehhez a cefeida típusú pulzáló változócsillagok vizsgálatára volt szükség. A cefeidák pulzációs periódusa jól leírható módon függ a csillagok abszolút fényességétől - ez pedig a látszó fényesség ismeretében (megbecsülve a csillagközi fénygyengülés mértékét) lehetővé teszi a távolságbecslést. 1998-ban két amerikai kutatócsoport kutatásai során kiderült, hogy távoli szupernóvák vizsgálatai alapján az Univerzum gyorsulva tágul, amit egy ismeretlen eredetű, a gravitációs vonzóerővel ellentétes hatású „erőhatás” létéhez kötöttek (ez a sötét energia). Ez azt is jelenti, hogy a Hubble-állandó értéke időben változik, s így nem tekinthető igazi konstansnak (a nagyon közeli illetve nagyon távoli galaxisok vizsgálatánál semmiképp) - ugyanakkor a kozmológiai modellek kiszámításánál továbbra is fontos paraméter maradt. A mikrohullámú háttérsugárzás fluktuációit vizsgáló WMAP űrszonda eredményei szerint a H0 = 70,8 km/s/Mpc, a hibahatár pedig 1,6 vagy 4,0 km/s/Mpc (attól függően, hogy síknak vagy görbültnek vesszük-e az Univerzum geometriáját). Ez már pontosabb eredmény, ugyanakkor modellfüggő. Az A. Riess vezette kutatócsoport 2009. május 7-én jelentette be egy pontosabb eredményt (Dr. Riess egyike volt azon kutatóknak, akik 11 évvel ezelőtt felfedték a gyorsuló tágulást). A kutatók ismét a Hubble űrtávcső képességeit vették igénybe, egy három lépcsős megfigyelési program során. A tudósok első lépésben ezúttal is cefeidák periódus-fényesség relációját használták fel (hét galaxis összesen 240 cefeida csillaga esetében) - azonban nem a látható fény, hanem a közeli infravörös sugárzás tartományában (az elmúlt években ugyanis kiderült, hogy utóbbi hullámhossztartományban kisebb hibafaktorokkal érvényes ez az összefüggés. A hét galaxis egyike, az NGC 4258 távolsága rádiócsillagászati mérések révén jól ismert, így megfelelő beállítási pontként szolgált. A további hat galaxisban pedig -- a cefeidák mellett -- Ia típusú szupernóvák is találhatóak, melyek szintén fontos objektumok az extragalaktikus távolságbecslések során. Második lépésként a kétféle távolságmérési eljárás eredményeit hasonlították össze az említett hat galaxis esetében. Végül az Ia típusú szupernóvák újrakalibrált távolságbecslési metódusát használták fel távoli, szintén ilyen szupernóvákat tartalmazó galaxisok vizsgálatánál. Ezeket a szupernóvákat korábban ún. standard távolságmérési objektumokként tartották számon, mivel mindig azonos jellegű folyamat -- egy kettős rendszerben lévő fehér törpecsillag adott tömeghatárnál történő összeomlása -- hozza létre őket. Bár ez az elképzelés az utóbbi pár évben jóval árnyaltabb lett, megfelelően alapos kalibrációs lépések elvégzése árán az Ia-típusú szupernóvák továbbra is az egyik legjobb lehetőséget jelentik a távoli galaxisok távolságmérésére. Riess és csoportja végül 74,2 ± 3,6 km/s/Mpc-es értéket állapított meg a H0-ra. Ez egyrészt 5 százalékos pontosságnál is jobb becslés, másrészt összhangban van a sötét energia létét feltételező, egyéb mérési eljárások során kapott számokkal. A hibahatárok szűkítése egyrészt annak köszönhető, hogy különböző objektumok távolságai alapján kalibrált módszert használtak, másrészt annak, hogy az összes mérést ugyanazon távcső ill. detektoregyüttes végezte. A kutatók következő célkitűzése, hogy egy százalék alá szorítsák a Hubble-állandó értékének bizonytalanságát -- tovább pontosítva ez által a kozmológiai modelleket, valamint szűkítve a sötét energia magyarázataként szóba jöhető lehetőségek listáját. Ugyanakkor van olyan elmélet is, amely a Hubble törvényt a "klasszikus fizikával" - az általános árapály hatásaként* magyarázza. Ami azért érdekes, mert az égitestek és az univerzum forgási és keringési impulzusmomentumainak átrendeződésével a sötét anyagok (tömegek) feltételezése nélkül is megmagyarázható azok távolodása, vagy közeledése! Ebben az elméletben a Hubble állandó nem általános együttható, hanem különféle paraméterekből számítható, egyedi érték, amivel kis pontossága, eltérő értékei megmagyarázhatók. Az így megfogalmazott Hubble törvény pedig nem csak a távoli, hanem bármely égi objektumra (pld. a Föld-Hold relációra) is érvényes. (Forrai György mérnök -- http://megismerhetetlen.com) Tartalomjegyzékhez < Világképem < Sugárzás-időszak ----------------- http://hu.wikipedia.org/wiki/Hubble-t%C3%B6rv%C3%A9ny
|
