gov-civil-vilareal.ptNår universet ikke gir mening, kan du se på en pen galakse
>Hva gjør du når du finner ut at det er noe galt med universet?
Når det gjelder min gamle venn og kollega Adam Riess, peker du Hubble -romteleskopet mot en nydelig spiralgalakse.
hvor den røde bregne vokser bokanmeldelse
Det kan være litt mer å si om det, men du vet at hvis jeg bruker uttrykket 'nydelig spiralgalakse', så skal jeg vise deg en nydelig spiralgalakse.
Spiralgalaksen NGC 3254, sett av Hubble i 2019. Kreditt: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
Uff. Fortalte deg.
Det er NGC 3254, en spiral omtrent 65 millioner lysår fra jorden. Det er anstendig nær som galakser går, så Hubble har en fantastisk utsikt over det; titusenvis av individuelle stjerner kan sees på dette bildet. Som er poenget.
Her er problemet med universet: Vi vet at det ekspanderer, og vi vet at ekspansjonen akselererer, øker med tiden. Men hvor mye utgjør noe av et problem. Når vi måler svært fjerne objekter, som bakgrunnsstrålingen som er igjen fra Big Bang, får vi ett tall for den ekspansjonshastigheten, men når vi ser relativt nærmere ut, som på stjerner som eksploderer i galakser en milliard eller to lysår unna får vi et annet tall. Tallene er nære, men forskjellen er irriterende .
Begge beregningene er avhengige av en rekke komplekse observasjoner som i seg selv er følsomme for hvor godt vi forstår hva vi gjør. Når det gjelder den med eksploderende stjerner, ser vi på galakser som fortsatt er ganske fjerne, og å vite hvor langt de er, er en viktig del av prosessen. En måte å gjøre det på er å lete etter den samme typen supernovaer i mye nærmere galakser der vi har uavhengige måter å måle avstanden på, og deretter ekstrapolere det til de mer fjerne eksploderende stjernene.
Bakkebasert Pan-STARRS observatorium av spiralgalaksen NGC 3254. Kreditt: Aladin/Pan-STARRS
Denne spesielle typen supernova, kalt en type Ia , skjer ofte nok i nabolagets galakser til at vi kan bruke Hubble til å ta en titt på vertsgalaksen og søke etter en spesiell type stjerne i dem som heter Cepheid -variabler . Disse pulserer bokstavelig talt og endrer lysstyrken over uker og måneder. Hvor raskt lyset endres avhenger av hvor lysende de faktisk er, som er nøkkelen til alt. Hvis vi kan måle den pulseringen, vet vi hvor lys stjernen egentlig er. Deretter sammenligner vi det med hvor lyst det ser ut (fordi jo lengre unna en stjerne er, jo svakere det vises) og bom: Vi har avstanden til den galaksen.
Adam Riess er en av lederne i det astronomiske samfunnet for å prøve å forstå den universelle akselerasjonen, og har et program på Hubble for å se på disse galakser; å observere dem igjen og igjen over tid gjør det mulig å finne disse variable stjernene og få sine perioder.
Og det er derfor Hubble observerte NGC 3254 . I 2019, etter å ha reist siden en asteroide tok ut dinosaurene, nådde lyset fra en type Ia -supernova jorden fra galaksen. Kalt SN 2019NP, det var ganske lyst (for en supernova flere titalls millioner lysår unna), og du kan enkelt se det på Hubble -bildet som en lys blå stjerne nær toppen av bildet:
gode krystaller for steinbukkene
Supernova SN 2019NP (sentrert) blåste opp i galaksen NGC 3254, og Hubble ble brukt til å observere både den og stjernene rundt den for mer nøyaktig å måle avstanden. Kreditt: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al .; CC BY 4.0
Wow. Disse bildene ble tatt i mars 2019, et par måneder etter at supernovaen nådde maksimal lysstyrke og begynte å dempe. Den var omtrent 1/10 000. så lys som den svakeste stjernen du kan se med det blotte øye, men da er Hubble et greit omfang. Stjernen er ganske åpenbar.
Så disse observasjonene går på haugen med mange andre galakser som er observert for å legge noen trinn til det vi kaller avstandsstigen: Få avstanden til nærliggende Cepheids i Melkeveien, bruk den for å få avstander til dem i fjernere galakser, bruk den for å kalibrere type Ia -supernovaeksplosjoner i de galakser, bruk dem til å kalibrere langt mer fjerne, og bruk deretter de for å finne ut hvor raskt universet ekspanderer.
Og det er derfor Hubble så på en nydelig spiralgalakse. Til slutt er problemet nesten ikke med universet - det vet generelt hva det gjør - men med våre observasjoner av det. Å se på NGC 3254 kan hjelpe med det.
Selv om jeg skal være ærlig, håper jeg heller at problemet viser seg å være reelt. Hvis disse to metodene gir to forskjellige tall fordi universet selv oppfører seg veldig ulikt veldig langt fra oss, ville det vært ekstremt kult. Det betyr flere ting å finne ut, morsommere vitenskap! Forhåpentligvis vet vi om noen år.
