Ученые измерили скорость расширения Вселенной
Она равна 73.8 км/сек./мегапарсек. Итак, что значит это число?
В 1998 году, ученые открыли, что Вселенная не только расширяется, но делает это со все более увеличивающейся скоростью. Используя для вычислений яркость определенного типа звезд и сверхновых звезд, они смогли рассчитать точное значение ускорения Вселенное, которое происходит по мере ее роста. Естественно, это происходит очень и очень быстро. Представляем вашему вниманию краткое пояснение их открытия.
Так с какой скоростью расширяется Вселенная?
Вселенная расширяется со скоростью в 73.8 километров в секунду на каждые 3.26 миллионов световых лет, плюс-минус 2.4 километров , согласно исследованию, опубликованному в Astrophysical Journal.
Как это расшифровать?
Расширение пространства означает, что галактики удаляются от нас. Чем дальше они уходят, тем быстрей двигаются. Согласно этому уравнению, галактика, которая находится на расстоянии в 3.26 миллионов световых лет от нас — или на расстоянии в один мегапарсек — удаляется со скоростью в 73.8 километров в секунду. Галактика, на расстоянии в два мегапарсека, удаляется в два раза быстрее и так далее.
О чем это говорит нам?
«Это еще одно доказательство того, что Вселенная расширяется», — сказал Фил Плейт из журнала Discover. Некоторые теоретизировали, что наблюдаемые нами свидетельства расширения – всего лишь иллюзия, вызванная расположением нашей галактики в гигантской пустоте. Но беспрецедентная точность данных измерений, позволила отбросить так называемую «теорию пустоты». Теперь все силы можно направить на изучение того, что заставляет Вселенную расширяться.
Что думают ученые о расширении Вселенной?
Темная энергия. Такое название ученые дали той таинственной силе, которая заставляет Вселенную расширятся, вместо того, чтобы сжиматься под действием гравитационного притяжения. Понять эту «неизведанную и неуловимую силу отталкивания» — заветная цель астрофизиков.
Источник
С какой скоростью расширяется Вселенная?
Кажется, современная физика дошла до своего экзистенциального кризиса. Наблюдая за тем, как искривляется свет от далеких объектов, исследователи пришли к выводу о том, что методы измерения скорости расширения Вселенной не согласуются с реальными данными. Согласно статье, опубликованной на портале livescience.com, Джефф Чи-фан Чен, космолог из Калифорнийского университета в Дэвисе, подверг сомнению знаменитую константу Хаббла, которая впервые были вычислена американским астрономом Эдвином Хабблом около 100 лет назад. Известно, что выдающийся ученый XX века выдвинул гипотезу о стремительном удалении от Земли каждой галактики во Вселенной со скоростью, пропорционально равной расстоянию этой галактики от нашей Солнечной системы. Так стоит ли нам попрощаться с данной теорией или ей пока еще есть место в современной физике?
Вселенная может расширяться со скоростью, отличной от общепринятой
Как происходит расширение Вселенной?
Вселенная — интересная вещь, которая регулярно подкидывает ученым все новые возможности для обсуждения и споров. На этот раз мироздание показало ученым, что постоянно расширяясь, оно все равно сохраняет прямую зависимость между двумя удаленными друг от друга объектами. Однако основная проблема столь красивого и универсального научного утверждения заключается в том, что современные исследователи разошлись во мнениях относительно самого значения данной константы. Так, измерения, выполненные с использованием космического микроволнового фона (CMB), который представляет собой остатки Большого Взрыва, предполагают, что постоянная Хаббла составляет около 74 351 километра в час на миллион световых лет.
Рассматривая пульсирующие звезды, другая группа астрономов вычислила, что постоянная Хаббла приблизительно равна 81 100 километрам в час на миллион световых лет. Подобное расхождение в вычислениях кажется незначительным, однако именно он показывают, что в методологию расчетов закралась какая-то серьезная ошибка.
Эдвин Хаббл — американский ученый XX века, в честь которого была названа константа расширения Вселенной
Исследователи считают, что из-за того, что массивные объекты деформируют полотно пространства-времени, заставляя свет изгибаться при прохождении сквозь деформированные области, все проводимые вычисления относительно скорости расширения Вселенной могут быть ошибочными. Для того, чтобы подтвердить или опровергнуть данное утверждение, команда H0LiCOW, используя космический телескоп Хаббла, изучила свет, идущий от шести квазаров, расположенных на расстоянии от 3 миллиардов до 6,5 миллиардов световых лет от Земли. В тот момент, когда черные дыры квазаров поглощали материю, их свет мерцал, позволяя ученым исследовать длительность временной задержки между сигналами.
Результат эксперимента команды H0LiCOW показал, что значение постоянной Хаббла соответствует приблизительно 81 000 километров в час на миллион световых лет, что является очень близким показателем к значению, полученному при помощи измерения блеска переменных звезд.
Как бы то ни было, большое количество независимо проведенных измерений продолжает расходиться, показывая новые результаты. Эксперты полагают, что для объяснения происходящего, ученым, возможно, потребуется придумать новую физику. А что думаете по этому поводу вы? Поделитесь своим мнением с единомышленниками в нашем Telegram-чате.
Источник
О параметре Хаббла и скорости расширения Вселенной
Для начала стоит пояснить, как измеряется скорость расширения Вселенной для тех, кто не читал предыдущие части или подзабыл: чем дальше объект, тем он быстрее от нас удаляется по закону Хаббла. Основным параметром, характеризующим изменение скорости расширения является постоянная Хаббла — это значение ок. 69 км/с/Мпк. То есть объект, находящийся на расстоянии в один мегапарсек (3 260 000 световых лет), будет удаляться от нас со скоростью 69 км/с. Но так было не всегда.
Когда-то постоянная Хаббла не была другой (отсюда ее и постоянной не назовешь) — в зависимости от плотности материи меняется и значение постоянной. Раньше плотность вещества была выше — то есть была больше и хаббловская величина и скорость расширения. При высочайшей плотности, в начальной стадии развития Вселенной, произошла эпоха инфляции, когда ткань пространства-времени расширялась невероятно быстро: этот период длился с 10^-35 сек до 380 000 лет. Но сейчас она должна расширяться медленнее и медленнее, ускорение расширения должно падать, но пока что идет спор о природе увеличения ускорения расширения, так как в последние годы стала популярна теория темной материи, которая позволяет ускорить расширение.
В эпоху Хаббла, когда не существовало технологий для обнаружения далеких (+1 млрд ly) галактик, ученые считали, что удаление объектов от нас (то есть расширение Вселенной) линейно. Со временем, заглядывая все дальше вглубь Метагалактики, мы обнаружили, что далекие объекты удаляются от нас намного быстрее, чем это ожидалось по закону Хаббла. Наблюдательное красное смещение (грубо говоря, отношение скорости и постоянной Хаббла) не совпадает с теоретическими расчетами. Почему?
Существует прямолинейная зависимость, определяющая верность закона Хаббла: отношение расстояния к радиальной скорости. Отсюда можно понять, что постоянная Хаббла на самом деле является параметром — изменяемой величиной. Это предсказывал еще Александр Фридман за 2 года до хаббловского открытия: его первое уравнение, определяющее скорость расширения и эволюцию пространства-времени в зависимости от форм материи и энергии, а также кривизны. Русский геолог вычислил закономерность падения плотности материи, излучения и темной энергии — последняя из них постоянна.
Из уравнения легко понять, что при повышенной плотности скорость расширения больше, а при меньшей — меньше. Дошедший за миллиарды лет свет галактик показывает нам их вид, какими они были многие годы назад, когда плотность материи и скорость расширения была выше. Темная энергия заработала примерно вполовину возраста Вселенной: около 6-7 млрд лет назад, когда скорость расширения была на 80% выше сегодняшней; 13 млрд лет назад скорость расширения была в 17 раз больше, чем сейчас; через 115 млрд лет скорость расширения упадет пятикратно.
Вселенная Айлашкерского — исследуем космос вместе!
Источник
Как Вселенная может расширяться быстрее скорости света?
Кажется, что это должно противоречить законам физики, не так ли? Снова и снова (потом еще снова и снова) нам говорят о том, что ничто, абсолютно ничто не способно двигаться быстрее скорости света.
Потом появляются астрономы, мечтающие вытащить нас из зоны комфорта и говорят, что некоторые галактики отдаляются от нас быстрее скорости света.
Ткань пространства
Прежде всего стоит отметить, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Каждый миг галактики отдаляются друг от друга и не стоит брать во внимание такой локальный (о термине локальности ближе к концу) пример, как Млечный Путь или Андромеду, где сближение объясняется гравитационными силами. На больших масштабах галактики постоянно отдаляются.
Чтобы понимать процесс расширения пространства, нужно узнать насколько это происходит равномерно.
Вообразите группу людей, которые встали вокруг невероятно эластичного куска ткани, схватились за него и стали тянуть на себя, делая шаг за шагом назад. Представим, что люди делают это с одинаковой силой и скоростью. Вообразили?
Теперь представьте, что вы в центре этого куска ткани и, наблюдая за людьми, отдаляющимися от вас, вы будете четко осознавать, что воображаемая «Вселенная» расширяется.
Если бы рядом с вами на ткани находились еще какие-то небольшие объекты, то они бы тоже отдалялись от вас, но существенно медленнее, чем люди, отходящие назад шаг за шагом.
Несмотря на то, что сила и скорость, приложенные людьми, не будут меняться, с расстоянием вам будет казаться, что отдаление происходит все быстрее и быстрее.
Клянемся, вы можете провернуть этот эксперимент сами, собрав друзей и скинувшись на гигантский кусок эластичной ткани!
Вернемся во Вселенную
Эдвин Хаббл стал первым человеком, который смог или точнее попытался измерить скорость расширения Вселенной. Хаббл получил ошибочный результат, но его последователи смогли уточнить данный параметр, который составляет примерно 70 километров в секунду на мегапарсек.
Отметим, что это не точное значение, но оно максимально точно (тавтология) определенное на сегодняшний день. В конце концов, мы всего лишь людишки, проживающие на крошечной планетке.
Понимаем, вас интересует это странное «на мегапарсек». Объясняем: 1 мегапарсек равен 1 миллиону парсек или 3,26 миллиона световых лет.
Это означает, что если бы на расстоянии 1 мегапарсека от вас была бы галактика, то она бы отдалялась от вас на 70 километров каждую секунду. Выходит, что галактика на расстоянии 2 мегапарсека будет отдаляться на 140 километров в секунду, а если 3 мегапарсека? Ну вы поняли, да? Уже 210 километров в секунду! Снова и снова, с каждым мегапарсеком скорость вырастает на 70 километров в секунду.
Нетрудно понять, что на каком-то гигантском расстоянии от наблюдателя скорость отдаления галактик будет превышать скорость света.
Этот процесс отдаления, действительно, можно интерпретировать как «скорость»: в теории можно измерить расстояние до самой далекой галактики, подождать миллиарды лет, измерить снова и убедиться, что отдаление происходило быстрее скорости света.
Нарушение законов физики? Нет.
Ограничение скорости (ничто не может двигаться быстрее скорости света) вытекает из Специальной теории относительности, которая, между прочим, не может быть применена на таких масштабах. Галактики, отдаляющиеся быстрее скорости света, подконтрольны лишь Общей теории относительности.
Это чистая правда, что в Специальной теории относительности ничто не может двигаться быстрее скорости света, но эта теория является лишь чем-то вроде «локального закона физики». Другими словами, вы никогда не сможете увидеть космический корабль, который будет двигаться быстрее скорости света.
Ах, чуть не забыли. Андромеда и Млечный Путь готовятся к «свиданию» все из-за той же Специальной теории относительности. Локальный масштаб.
Источник
С какой скоростью расширяется Вселенная?
Самое интересное, что на этот вопрос нет однозначного ответа. Нет — потому что, во-первых, скорость расширения Вселенной на разных этапах ее эволюции была разной, и, во-вторых, потому что само расширение состояло из двух совершенно разных по своей природе процессов — расширения или вздутия самого пространства и разлетания материи-энергии. Впрочем, мы не можем даже говорить, что само пространство расширяется быстрее скорости света, потому что у этого расширения пространства просто нет скорости, как нет объектов расчета расстояний…
Здесь надо иметь в виду, что согласно Эйнштейну, максимальная скорость физических процессов — скорость света — относится к классической материи, тогда как раздувание пространства или взаимодействие запутанных квантовых частиц (см. Игорь Папиров, Квантовая физика и квантовое сознание, 2013) происходит по иным законам и не подчиняется специальной теории относительности А.Эйнштейна или нашему пониманию скоростей.
Так, согласно инфляционной модели Вселенной, предложенной 1981 году Аланом Гутом и развитой Андреем Линде, Вячеславом Мухановым и другими, на ранней стадии Большого взрыва (при температуре выше 10 в 28 степени K или в период времени с 10-42 сек до 10-36 сек после начала взрыва), произошло почти мгновенное раздувание пространства, растянувшее Вселенную сразу на 40 порядков величины. Ускоренное расширение Вселенной, продолжающееся на современном этапе ее эволюции, началось 6-7 млрд лет назад. В настоящее время Вселенная расширяется таким образом, что расстояния в ней увеличиваются в два раза за 10 млрд лет, и в доступном для прогноза будущем этот темп будет меняться мало.
Именно вследствие инфляции (вздутия пространства), когда Вселенной было около 10 тысяч лет, ее наблюдаемая часть уже была размером в 10 миллионов световых лет. Когда ей был всего год, наблюдаемая Вселенная была размером 100 тысяч световых лет. Когда ей была всего одна секунда, она уже была размером 10 световых лет. И все это не потому, что частицы двигались друг относительно друга быстрее скорости света, а исключительно благодаря растяжению самого пространства, постулируемому общей теорией относительности.
Именно в силу нестатичности пространства — возможности его быстрого вздутия или инфляции — соседние объекты в самом начале взрыва сегодня отстоят от нас на расстоянии не в 13,8 световых лет (время, прошедшее от начала Большого взрыва), а на запредельную величину в 46,1 миллиарда световых лет от нас.
Поскольку в процессе эволюции Вселенной расширение самого пространства между частицами продолжалось многие миллиарды лет, мы никогда не сможем достичь никаких объектов, находящихся дальше 15,6 миллиарда лет на данный момент, даже если будем двигаться со скоростью света (что по определению невозможно), но не из-за того, что они отдаляются быстрее света, а потому, что пространство между разными точками продолжает расширяться и в наши дни.
Если долгое время космологи считали, что Вселенная расширяется с замедлением, то в конце 1990-х годов Сол Перлмуттер, Брайан П. Шмидт и Адам Рисс сделали феноменальное открытие, согласно которому расширение Вселенной происходит с ускорением (Нобелевская премия по физике за 2011 год) и этот факт заставил кардинальным образом пересмотреть стандартную модель мира, введя понятия темной материи и темной энергии — именно последняя и вынуждает Вселенную расширяться ускоренными темпами, причем расширяющая сила действия темной энергии будет со временем неограниченно увеличиваться, пока не превзойдет все остальные силы во Вселенной. Приблизительно через 14 млрд лет темная энергия разорвет все гравитационно связанные структуры Вселенной, затем превзойдет силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, разорвет атомы, ядра и нуклоны и уничтожит Вселенную в Большом разрыве. Вселенная исчезнет…
Согласно новейшим данным, полученным с помощью телескопов Gaia и Hubble, Галактики, видимые на расстоянии 10 мегапарсек, сегодня убегают от нас со скоростью 735 километров в секунду.
Источник