الفلك

متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟

متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟

متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟ من استخدم هذا المصطلح لأول مرة؟


يشير توتر هابل إلى عدم التوافق بين القياسات المختلفة لقيمة ثابت هابل. هذه القياسات غير متوافقة حتى أكثر من 5 دولارات سيغما دولار. ينشأ عدم التوافق هذا بين ما نقيسه "بالجوار" وما نقيسه بعيدًا ، ويشير إلى أنه قد يكون هناك بعض الفيزياء التي لم نفهمها بعد.

الآن كان هناك دائمًا بعض الخلاف بين القيم المختلفة لـ H_0 دولار - في أوائل القرن العشرين ، تراوحت التقديرات من 50 إلى 550 كم / ثانية / Mpc - لكن أشرطة الخطأ في تلك القياسات كانت كبيرة جدًا. لذلك في الأيام الأولى لثابت هابل ، على الرغم من اختلاف القيم المقترحة بشكل كبير ، لم يكن هناك توتر (حسنًا ، كان هناك عدد غير قليل من الحجج ، ولكن لم يكن هناك توتر هابل حتى الآن) ، حيث تم قبول أن الثابت هو نفسه على الجميع مقاييس.

قيم ثابت هابل من 1920 إلى 1962

القيمة الأكثر احتمالا لـ H_0 دولار تقلصت في الغالب في منتصف القرن العشرين ، حيث تم اكتشاف التحيز في القياسات السابقة. بحلول الستينيات ، وافق معظمهم على ذلك 60 دولارًا . ولكن في حوالي عام 1975 ، بدأ الانقسام بين أولئك الذين على الرغم من أن هذا الثابت موجود $55$ km / s / Mpc وأولئك الذين اعتقدوا أنه كان موجودًا $100$ كم / ث / MPC. على سبيل المثال ، وجد de Vaucouleurs H_0 دولار = 50 دولارًا km / s / Mpc في عام 1970 و $ H_0 = 100 مساءً 10 دولارات km / s / Mpc في عام 1977. لكن أشرطة الخطأ كانت لا تزال كبيرة ، وكان من المتوقع أن تكون قيم H_0 دولار سوف تتقارب.

قيم ثابت هابل من عام 1975

حتى وقت قريب جدًا ، يمكن تفسير الفرق بين القياسات بشكل معقول من خلال حجم أشرطة الخطأ. ولكن مع انخفاض أخطاء القياس ، لم ينخفض ​​نطاق القيم الممكنة. هذا ما أدى إلى ما نسميه توتر هابل.

ما جعل توتر هابل واضحًا حقًا هو قياسات الخلفية الكونية الميكروية (CMB) التي أجراها بلانك في عام 2013. كانت هذه أفضل ملاحظات إشعاع الخلفية الكونية التي أشارت إلى ذلك H_0 = 67.74 ± 0.46 دولارًا km / s / Mpc ، في خلاف كامل مع القيمة المحيطة $73$ أو $74$ km / s / Mpc مشتق من النوع Ia المستعر الأعظم. جعلت ملاحظات بلانك التناقض بين هذه القيم ذات دلالة إحصائية. في نفس الوقت تقريبًا ، أكدت قياسات التذبذبات الصوتية الباريونية (BAO) التوتر بين القيم التي تم الحصول عليها عند الانزياح الأحمر المنخفض (مع سلم المسافة القياسي) والقيم التي تم الحصول عليها عند الانزياح الأحمر العالي.

لوحظ توتر هابل قبل أن يطلق عليه رسميًا بهذه الطريقة. راجع المقالات التالية التي تصف هذا التوتر دون استخدام تعبير "توتر هابل":

في الواقع ، فإن البحث في arxiv ، أو الإعلانات ، أو الباحث في Google عن "Hubble Tension" ، أو "Hubble-parameter pressure" قبل عام 2014 لم يسفر عن أي نتائج. يبدو أنه في عام 2015 ، بدأ استخدام هذه العبارة بالضبط (على سبيل المثال هنا).

في السنوات الخمس الماضية ، المزيد من القياسات H_0 دولار تم إجراؤها ، مما يؤكد التوتر بين قيم "الانزياح الأحمر العالي" وقيم "الانزياح الأحمر المنخفض" ، ويعتبر حل توتر هابل موضوع بحث ساخن.


ثابت هابل غير ثابت؟ تقترح الأبحاث إصلاح حجر الأساس الكوني

في الصورة مستعر أعظم من النوع Ia star 1994D ، في المجرة NGC 4526. المستعر الأعظم هو النقطة المضيئة في الزاوية اليسرى السفلية من الصورة. الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية / هابل

منذ أكثر من 90 عامًا ، لاحظ عالم الفلك إدوين هابل أول تلميح لمعدل توسع الكون ، والذي يسمى ثابت هابل.

على الفور تقريبًا ، بدأ علماء الفلك في الجدل حول القيمة الفعلية لهذا الثابت ، وبمرور الوقت ، أدركوا أن هناك تناقضًا في هذا العدد بين ملاحظات الكون المبكرة ومشاهدات الكون المتأخرة.

في وقت مبكر من وجود الكون ، تحرك الضوء عبر البلازما - لم تكن هناك نجوم بعد - ومن التذبذبات المشابهة للموجات الصوتية الناتجة عن ذلك ، استنتج العلماء أن ثابت هابل كان حوالي 67. هذا يعني أن الكون يتمدد بنحو 67 كيلومترًا في الثانية أسرع كل 3.26 مليون سنة ضوئية.

لكن هذه الملاحظة تختلف عندما ينظر العلماء إلى الحياة اللاحقة للكون ، بعد ولادة النجوم وتشكل المجرات. تسبب جاذبية هذه الأجسام ما يسمى بعدسة الجاذبية ، والتي تشوه الضوء بين مصدر بعيد ومراقبها.

تشمل الظواهر الأخرى في هذا الكون المتأخر الانفجارات الشديدة والأحداث المتعلقة بنهاية حياة النجم. بناءً على ملاحظات الحياة اللاحقة ، قام العلماء بحساب قيمة مختلفة ، حوالي 74. هذا التناقض يسمى توتر هابل.

الآن ، قام فريق دولي يضم فيزيائيًا من جامعة ميشيغان بتحليل قاعدة بيانات لأكثر من 1000 انفجار سوبر نوفا ، مما يدعم فكرة أن ثابت هابل قد لا يكون ثابتًا في الواقع.

بدلاً من ذلك ، قد يتغير بناءً على توسع الكون ، وينمو مع توسع الكون. من المحتمل أن يتطلب هذا التفسير فيزياء جديدة لشرح المعدل المتزايد للتمدد ، مثل نسخة معدلة من جاذبية أينشتاين.

يتم نشر نتائج الفريق في مجلة الفيزياء الفلكية.

قال إنريكو رينالدي Enrico Rinaldi ، الباحث في قسم الفيزياء U-M: "النقطة المهمة هي أنه يبدو أن هناك توترًا بين القيم الأكبر لملاحظات الكون المتأخرة والقيم الأدنى لملاحظة الكون المبكرة". "السؤال الذي طرحناه في هذه الورقة هو: ماذا لو لم يكن ثابت هابل ثابتًا؟ ماذا لو تغير بالفعل؟"

استخدم الباحثون مجموعة بيانات من المستعرات الأعظمية - انفجارات مذهلة تمثل المرحلة الأخيرة من حياة النجم. عندما تتألق ، فإنها تصدر نوعًا معينًا من الضوء. على وجه التحديد ، كان الباحثون ينظرون إلى المستعرات الأعظمية من النوع Ia.

قال رينالدي إن هذه الأنواع من نجوم المستعرات الأعظمية استُخدمت لاكتشاف أن الكون يتوسع ويتسارع ، وتُعرف باسم "الشموع القياسية" ، مثل سلسلة منارات لها نفس المصباح. إذا عرف العلماء لمعانهم ، فيمكنهم حساب المسافة من خلال مراقبة شدتها في السماء.

بعد ذلك ، يستخدم علماء الفلك ما يسمى "الانزياح الأحمر" لحساب كيفية زيادة معدل تمدد الكون بمرور الوقت. الانزياح الأحمر هو اسم الظاهرة التي تحدث عندما يتمدد الضوء مع توسع الكون.

إن جوهر ملاحظة هابل الأصلية هو أنه كلما ابتعدت عن الراصد ، كلما زاد طول الموجة - كما لو قمت بربط سلينكي بالحائط وابتعدت عنه ، ممسكًا طرفًا في يديك. الانزياح الأحمر والمسافة مرتبطان.

في دراسة فريق رينالدي ، كل صندوق من النجوم له قيمة مرجعية ثابتة للانزياح الأحمر. بمقارنة الانزياح الأحمر لكل سلة من النجوم ، يمكن للباحثين استخراج ثابت هابل لكل من الصناديق المختلفة.

في تحليلهم ، فصل الباحثون هذه النجوم بناءً على فترات الانزياح الأحمر. وضعوا النجوم على مسافة واحدة في "حاوية" واحدة ، ثم عددًا متساويًا من النجوم في الفترة التالية من المسافة في حاوية أخرى ، وهكذا. كلما اقترب الصندوق من الأرض ، كلما كانت النجوم أصغر سنًا.

قال رينالدي: "إذا كان ثابتًا ، فلا ينبغي أن يكون مختلفًا عندما نستخرجه من صناديق ذات مسافات مختلفة. لكن نتيجتنا الرئيسية هي أنه في الواقع يتغير مع المسافة". "يمكن تفسير توتر ثابت هابل ببعض الاعتماد الجوهري لهذا الثابت على مسافة الأشياء التي تستخدمها."

بالإضافة إلى ذلك ، وجد الباحثون أن تحليلهم لتغير ثابت هابل مع الانزياح الأحمر يسمح لهم بسلاسة "ربط" قيمة الثابت من تحقيقات الكون المبكرة والقيمة من تحقيقات الكون المتأخرة ، على حد قول رينالدي.

وقال: "لا تزال المعلمات المستخرجة متوافقة مع الفهم الكوني القياسي الذي لدينا". "لكن هذه المرة يتحولون قليلاً عندما نغير المسافة ، وهذا التحول الصغير كافٍ لشرح سبب وجود هذا التوتر."

يقول الباحثون أن هناك العديد من التفسيرات المحتملة لهذا التغيير الواضح في ثابت هابل - أحدها هو احتمال وجود تحيزات رصدية في عينة البيانات. للمساعدة في تصحيح التحيزات المحتملة ، يستخدم علماء الفلك Hyper Suprime-Cam على تلسكوب سوبارو لمراقبة المستعرات الأعظمية الخافتة على مساحة واسعة. ستزيد البيانات المستمدة من هذه الأداة من عينة المستعرات الأعظمية المرصودة من المناطق النائية وتقلل من عدم اليقين في البيانات.


متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟ - الفلك


الأهداف: حصل تلسكوب هابل الفضائي (HST) ، على مدار حياته ، وعلى الرغم من عدم كونه تلسكوبًا للمسح ، على ملاحظات متعددة الحقب من خلال برامج مراقبة متعددة ومتنوعة ، مما يتيح الفرصة لإجراء بحث شامل عن التغيرات بهدف الكشف عن متغيرات جديدة. لذلك فقد أخذنا على عاتقنا مهمة إنشاء فهرس للمصادر المتغيرة بناءً على قياس ضوئي HST المحفوظ. على وجه الخصوص ، استخدمنا الإصدار 3 من كتالوج مصدر Hubble (HSC) ، والذي يعتمد على الصور المتاحة للجمهور التي تم الحصول عليها باستخدام أدوات WFPC2 و ACS و WFC3 على متن HST.
الأساليب: اعتمدنا عتبة تعتمد على الحجم في متوسط ​​الانحراف المطلق (مقياس قوي لانتشار منحنى الضوء) جنبًا إلى جنب مع تقنيات المعالجة المسبقة المتطورة ومراقبة الجودة المرئية لتحديد والتحقق من المصادر المتغيرة التي لاحظها هابل بنفس الأداة ومجموعة المرشح خمس مرات أو أكثر .
النتائج: يتضمن كتالوج هابل للمتغيرات (HCV) 84428 مصدرًا متغيرًا مرشحًا (من 3.7 مليون مصدر HSC تم البحث عنها من أجل التباين) مع V 27 mag لـ 11115 منهم تم اكتشاف التباين في أكثر من مرشح واحد. تتراوح نقاط البيانات في منحنيات الضوء للمتغيرات في كتالوج HCV من خمس إلى 120 نقطة (عادةً ما يكون أقل من عشر نقاط) يتراوح خط الأساس الزمني من أقل من يوم إلى أكثر من 15 عامًا بينما ∼8 ٪ من جميع المتغيرات لها سعة في أكثر من 1 ماج. يشير الفحص البصري الذي يتم إجراؤه على مجموعة فرعية من المتغيرات المرشحة إلى أن 80٪ على الأقل من المتغيرات المرشحة التي اجتازت مراقبة الجودة الآلية لدينا هي مصادر متغيرة حقيقية وليست اكتشافات زائفة ناتجة عن المزج والأشعة الكونية المتبقية وأخطاء المعايرة. استنتاج. يعد HCV أول كتالوج متجانس للمصادر المتغيرة التي تم إنشاؤها من بيانات HST الأرشيفية شديدة التنوع وهو حاليًا أعمق كتالوج للمتغيرات المتاحة. يتضمن الكتالوج نجومًا متغيرة في مجرتنا والمجرات القريبة ، بالإضافة إلى عابرات ونواة مجرة ​​نشطة متغيرة. نتوقع أن يكون الكتالوج مصدرًا قيمًا للمجتمع. تشمل الاستخدامات المحتملة البحث عن كائنات متغيرة جديدة من نوع معين لتحليل السكان ، واكتشاف كائنات فريدة تستحق دراسات المتابعة ، وتحديد المصادر التي تمت ملاحظتها عند أطوال موجية أخرى ، والتوصيف الضوئي للأسلاف المرشحة للمستعرات الأعظمية وعابرات أخرى في المجرات القريبة. الكتالوج متاح للمجتمع من ESA Hubble Science Archive (eHST) في المركز الأوروبي لعلم الفلك الفضائي (ESAC) وأرشيف Mikulski للتلسكوبات الفضائية (MAST) في معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI).


متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟ - الفلك

نقدم ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي (HST) WFC3 لمدة عام كامل ، والتي تستخدم للبحث عن متغيرات ميرا في NGC 1559 ، المجرة المضيفة للمستعر الأعظم من النوع Ia (SN Ia) SN 2005df. هذا هو أول بحث مخصص لـ Miras ، نجوم منخفضة الكتلة متطورة للغاية ، في مضيف SN Ia ، وبالتالي المعايرة الأولى لمعان SN Ia باستخدام Miras في دور لعبه تاريخيا Cepheids. حددنا عينة من 115 ميرا غنية بالأكسجين مع P & lt 400 يومًا بناءً على خصائص منحنى الضوء. نجد أن الانتثار في علاقة اللمعان لفترة ميرا (PLR) يمكن مقارنته بـ Cepheid PLRs التي شوهدت في المجرات المضيفة SN Ia. باستخدام عينة من O-rich Miras المكتشفة في NGC 4258 مع HSTF160W ومسافة maser الخاصة به ، نقيس معامل المسافة لـ NGC 1559 $ < mu> _ <1559> = 31.41 pm 0.050 $ (إحصائي) $ pm 0.060 $ (نظامي) ماج. استنادًا إلى منحنى الضوء لـ SN 2005df العادي والملاحظ جيدًا والمنخفض الاحمرار ، نحصل على قياس للقيمة الإيمانية SN Ia البالغة $_^ <0> = -19.27 pm 0.13 $ ماج. مع مخطط هابل لـ SNe Ia نجد $_ <0> = 72.7 pm 4.6 $ km s -1 Mpc -1. الجمع بين المعايرة من NGC 4258 megamaser وثنائيات الكسوف المنفصلة من سحابة Magellanic الكبيرة تعطي أفضل قيمة بقيمة $_ <0> = 73.3 pm 4.0 $ km s -1 Mpc -1. تقع هذه النتيجة في حدود 1σ من ثابت هابل المشتق باستخدام Cepheids والمعايرة المتعددة SNe Ia. هذه هي الأولى من بين أربع معايرات متوقعة لمعان SN Ia من Miras والتي يجب أن تقلل الخطأ في H 0 عبر Miras إلى ∼3٪. في ضوء توتر هابل الحالي و JWST ، فإن Miras لها فائدة في مقياس المسافة خارج المجرة للتحقق من مسافات Cepheid أو معايرة SNe القريبة في مجرات مضيفة من النوع المبكر والتي قد تكون أهدافًا غير محتملة لعمليات البحث Cepheid.


متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟ - الفلك

دعنا نتكهن قليلاً بما سيكون عليه العيش في فقاعة هابل. في النموذج الكوني القياسي للكون ، فإن الهياكل التي نراها اليوم مثل المجرات وعناقيد المجرات (وبالمثل الهياكل التي لا نراها مثل هالات المادة المظلمة الضخمة التي يتم تضمين المادة المرئية فيها) تكونت من تقلبات كمية بدائية صغيرة في الكون المبكر. كانت التقلبات عبارة عن اختلافات عشوائية في الكثافة مثل تلك المواقع التي كانت مجرات كثيفة للغاية وتلك التي كانت عبارة عن فراغات مشكلة أقل كثافة. من الممكن ، في الواقع من الناحية الإحصائية ، وجود فراغات ذات أحجام مختلفة في الكون. ستصبح هذه الفراغات أقل كثافة بشكل متزايد مع تطور الكون وأصبحت المناطق ذات الكثافة الزائدة في الكون أكثر كثافة بشكل متزايد. داخل الفراغ سوف تتمدد المادة إلى الخارج بسبب قوة الجاذبية للمادة في المناطق الكثيفة المحيطة ، وبالتالي فإن المراقب الموجود في مركز الفراغ سيرى تمددًا متسارعًا للمادة إلى الخارج. الآن من الممكن أيضًا أن يكون كوننا المرئي بأكمله عبارة عن فقاعة هابل ، لكن هذا حقًا يطير في الوجه في كل علم الكونيات. إنها فكرة سخيفة لا أساس لها من الصحة ، والفكرة الكاملة لفقاعة هابل قد تفسر الطاقة المظلمة ، لكنها ليست تفسيرًا جيدًا للغاية.

إن Hubble Bubble هي عبارة عن تخمينات عنيفة وقد هزمها علم الكونيات الدقيق تمامًا تقريبًا باعتباره تفسيرًا موثوقًا به. أولاً ، نظرًا لأن إطار علم الكونيات كان ناجحًا استنادًا إلى مبدأ كوبرنيكوس ، يبدو من الغريب التخلص منه الآن. إنه أمر غريب ومضلل إلى حد كبير. أولاً ، إن احتمال إنتاج فراغ بالقدر الضروري لتقليد جوانب الطاقة المظلمة ضئيل للغاية في نماذج تكوين البنية القياسية. ثانيًا ، احتمال وجود مراقب في المركز (الموقع الوحيد الذي يُلاحظ فيه تأثير التمدد) منخفض للغاية. أخيرًا ، يجب أن يكون الفراغ قريبًا من كروي لمطابقة النعومة المكانية المرصودة (أو الخواص) للكون. تم وضع هذه الحجج النوعية والعديد من الحجج الكمية من بيانات علم الكونيات الدقيقة في ورقة حديثة أعدها أ.موس وجيه زيبين ودي.سكوت بعنوان علم الكونيات الدقيق يهزم النماذج الباطلة من أجل التسريع. الخلاصة التالية:

تقدم الورقة العديد من الحجج الكمية ضد معقولية أي نوع من النماذج الفارغة للتسارع الكوني من خلال جمع قدر هائل من البيانات الكونية والخبرة الفنية ، ومع ذلك ، لم يذكروا مصطلح Hubble Bubble أبدًا. ورقة عام 2007 بقلم كونلي وآخرون. يأخذ نموذج هابل بابل رأسًا على عقب: هل هناك دليل على وجود فقاعة هابل؟ طبيعة ألوان المستعر الأعظم من النوع Ia والغبار في المجرات الخارجية. في Conley et al. إنهم يستكشفون كيفية تأثير الغبار على ألوان المستعرات الأعظمية من النوع Ia لأنهم يفسرون أنه إذا كان من الممكن تشكيل الغبار على أنه تأثير محلي بحت لمجرة درب التبانة ، فإن بيانات المستعرات الأعظمية ستفضل في الواقع فقاعة هابل. بالطبع ، على الرغم من صعوبات التحليل ، وجدوا أنه في تحديد البارامترات هناك دليل على أكثر من مجرد تأثير غبار مجرة ​​درب التبانة المحلي الذي يشير إلى هلاك فقاعة هابل. لذلك انفجرت فقاعة هابل.

آدم موس ، جيمس ب.زيبين ، وأمبير دوجلاس سكوت (2010). علم الكونيات الدقيق يهزم النماذج الباطلة لتسريع طباعة arXiv الإعدادية arXiv: 1007.3725v1

Conley، A.، Carlberg، R.، Guy، J.، Howell، D.، Jha، S.، Riess، A.، & amp Sullivan، M. (2007). هل هناك دليل على وجود فقاعة هابل؟ طبيعة ألوان المستعر الأعظم من النوع Ia والغبار في المجرات الخارجية The Astrophysical Journal، 664 (1) DOI: 10.1086 / 520625


لقد أحدث ثورة في علم الفلك

في عشرينيات القرن الماضي ، صنع هابل التاريخ من خلال النظر من خلال تلسكوب 100 بوصة في جبل ويلسون في جنوب كاليفورنيا. بتدربه على سديم أندروميدا ، رأى نجومًا شبيهة بالنجوم الموجودة في مجرتنا ، لكنها كانت باهتة فقط. كان أحد تلك النجوم a متغير سيفيد، والتي يمكن لعلماء الفلك استخدامها لقياس المسافات. سمح اكتشاف متغير Cepheid لهابل باستنتاج أن سديم أندروميدا لم يكن مجموعة قريبة من النجوم ، ولكنه مجرة ​​مختلفة تمامًا. بحلول الثلاثينيات من القرن الماضي ، كان معظم علماء الفلك مقتنعين بأن مجرة ​​درب التبانة ليست سوى واحدة من مجرة ​​الملايين في الكون. كانت الفكرة القائلة بوجود أكثر من مجرة ​​واحدة في الكون ثورية وحصلت على لقب أعظم عالم فلك منذ جاليليو.

عالم الفلك الأمريكي & # xA0إدوين هابل في تلسكوب شميت في جبل بالومار ، كاليفورنيا ، 1949.

الصورة: Boyer / Roger Viollet / Getty Images


أزمة في علم الكونيات: تشير البيانات الجديدة إلى أن الكون يتوسع بسرعة أكبر مما كان يُعتقد

باستخدام نظام AO الخاص بمرصد Keck مع كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ، وأداة الجيل الثاني (NIRC2) على تلسكوب Keck II ، حصل تشين وفريقه على قياسات محلية لثلاثة أنظمة كوازار مشهورة: PG1115 + 080 ، HE0435-1223 ، و RXJ1131- 1231. الائتمان: مرصد دبليو إم كيك

حصلت مجموعة من علماء الفلك بقيادة جامعة كاليفورنيا ، ديفيس على بيانات جديدة تشير إلى أن الكون يتوسع بسرعة أكبر مما كان متوقعًا.

تأتي الدراسة في أعقاب نقاش ساخن حول مدى سرعة تضخم الكون ، والقياسات حتى الآن في خلاف.

تضمن القياس الجديد الذي أجراه الفريق لثابت هابل ، أو معدل تمدد الكون ، طريقة مختلفة. استخدموا تلسكوب هابل الفضائي (HST) التابع لناسا مع نظام البصريات التكيفية (AO) التابع لمرصد دبليو إم كيك لمراقبة ثلاثة أنظمة عدسات جاذبية. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام تقنية AO الأرضية للحصول على ثابت هابل.

يقول المؤلف المشارك كريس فاسناخت ، أستاذ الفيزياء في جامعة كاليفورنيا في ديفيس: "عندما بدأت العمل على هذه المشكلة لأول مرة منذ أكثر من 20 عامًا ، حدت الأجهزة المتاحة من كمية البيانات المفيدة التي يمكنك الحصول عليها من الملاحظات". "في هذا المشروع ، نستخدم منطقة AO الخاصة بمرصد Keck لأول مرة في التحليل الكامل. لقد شعرت لسنوات عديدة أن ملاحظات AO يمكن أن تساهم كثيرًا في هذا الجهد."

تم نشر نتائج الفريق في أحدث إصدار على الإنترنت من الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

لاستبعاد أي تحيز ، أجرى الفريق تحليلاً أعمى أثناء المعالجة ، وأبقوا الإجابة النهائية مخفية حتى عن أنفسهم حتى اقتنعوا بأنهم عالجوا أكبر عدد ممكن من مصادر الخطأ كما يخطر ببالهم. منعهم هذا من إجراء أي تعديلات للوصول إلى القيمة "الصحيحة" ، وتجنب الانحياز التأكيدي.

"عندما اعتقدنا أننا اهتممنا بجميع المشاكل المحتملة في التحليل ، قمنا بإلغاء التعمية عن الإجابة بقاعدة أنه يتعين علينا نشر أي قيمة نجدها ، حتى لو كانت مجنونة. إنها دائمًا لحظة متوترة ومثيرة ،" المؤلف الرئيسي جيف تشين ، طالب دراسات عليا في قسم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في ديفيس.

كشفت عملية فك التعمية عن قيمة تتفق مع قياسات ثابت هابل المأخوذة من ملاحظات الأجسام "المحلية" القريبة من الأرض ، مثل المستعرات الأعظمية القريبة من النوع Ia أو أنظمة الجاذبية العدسية ، استخدم فريق تشين الكائنات الأخيرة في تحليلهم الأعمى.

تضيف نتائج الفريق إلى الأدلة المتزايدة على وجود مشكلة في النموذج القياسي لعلم الكونيات ، مما يدل على أن الكون كان يتوسع بسرعة كبيرة في وقت مبكر من تاريخه ، ثم تباطأ التوسع بسبب جاذبية المادة المظلمة ، والآن التوسع تتسارع مرة أخرى بسبب الطاقة المظلمة ، قوة غامضة.

تم تجميع هذا النموذج لتاريخ توسع الكون باستخدام قياسات ثابت هابل التقليدية ، والتي تم أخذها من الملاحظات "البعيدة" لخلفية الميكروويف الكونية (CMB) - الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم عندما بدأ الكون قبل 13.8 مليار سنة.

في الآونة الأخيرة ، بدأت العديد من المجموعات في استخدام تقنيات مختلفة ودراسة أجزاء مختلفة من الكون للحصول على ثابت هابل ووجدوا أن القيمة التي تم الحصول عليها من الملاحظات "المحلية" مقابل الملاحظات "البعيدة" تختلف.

صور كوازار متعددة العدسة لـ HE0435-1223 (يسار) و PG1115 + 080 (وسط) و RXJ1131-1231 (يمين). الائتمان: G. Chen ، C. Fassnacht ، UC Davis

يقول فاسناخت: "هنا تكمن الأزمة في علم الكونيات". "في حين أن ثابت هابل ثابت في كل مكان في الفضاء في وقت معين ، فإنه ليس ثابتًا في الوقت المناسب. لذلك ، عندما نقارن ثوابت هابل التي تأتي من تقنيات مختلفة ، فإننا نقارن الكون المبكر (باستخدام الملاحظات البعيدة) مقابل . الجزء المتأخر الأكثر حداثة من الكون (باستخدام الملاحظات المحلية القريبة). "

يشير هذا إلى أن هناك مشكلة في قياسات CMB ، والتي يقول الفريق إنها غير مرجحة ، أو أن النموذج القياسي لعلم الكونيات يحتاج إلى تغيير بطريقة ما باستخدام فيزياء جديدة لتصحيح التناقض.

باستخدام نظام AO الخاص بمرصد Keck مع كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ، وأداة الجيل الثاني (NIRC2) على تلسكوب Keck II ، حصل تشين وفريقه على قياسات محلية لثلاثة أنظمة كوازار مشهورة: PG1115 + 080 ، HE0435-1223 ، و RXJ1131- 1231.

النجوم الزائفة هي مجرات ساطعة ونشطة للغاية ، وغالبًا ما يكون لها نفاثات ضخمة مدعومة بثقب أسود فائق الكتلة تأكل المواد المحيطة بها بشراهة.

على الرغم من أن الكوازارات غالبًا ما تكون بعيدة جدًا ، إلا أن علماء الفلك قادرون على اكتشافها من خلال عدسات الجاذبية ، وهي ظاهرة تعمل كعدسة مكبرة للطبيعة. عندما تقترب مجرة ​​ضخمة بما يكفي أقرب إلى الأرض من الضوء القادم من كوازار بعيد جدًا ، يمكن للمجرة أن تعمل كعدسة حيث يقوم مجال جاذبيتها بتشويش الفضاء نفسه ، مما يؤدي إلى ثني ضوء الكوازار الخلفي إلى صور متعددة وجعله يبدو أكثر سطوعًا

في بعض الأحيان ، يتأرجح سطوع الكوازار ، وبما أن كل صورة تتوافق مع طول مسار مختلف قليلاً من الكوازار إلى التلسكوب ، تظهر الومضات في أوقات مختلفة قليلاً لكل صورة — لا تصل جميعها إلى الأرض في نفس الوقت.

باستخدام HE0435-1223 و PG1115 + 080 و RXJ1131-1231 ، قاس الفريق بعناية تلك التأخيرات الزمنية ، والتي تتناسب عكسًا مع قيمة ثابت هابل. يسمح هذا لعلماء الفلك بفك تشفير الضوء من هذه النجوم الزائفة البعيدة وجمع معلومات حول مدى توسع الكون خلال الوقت الذي كان فيه الضوء في طريقه إلى الأرض.

قال تشين: "أحد أهم المكونات في استخدام عدسات الجاذبية لقياس ثابت هابل هو التصوير الحساس وعالي الدقة". "حتى الآن ، تضمنت أفضل قياسات Hubble Constant المستندة إلى العدسة استخدام بيانات من HST. وعندما قمنا بإلغاء التعمية ، وجدنا شيئين. أولاً ، كان لدينا قيم متسقة مع القياسات السابقة التي استندت إلى بيانات HST ، مما يثبت أن بيانات AO يمكنها توفير بديل قوي لبيانات HST في المستقبل. ثانيًا ، وجدنا أن الجمع بين بيانات AO و HST يعطي نتيجة أكثر دقة. "

يقوم تشين وفريقه ، بالإضافة إلى العديد من المجموعات الأخرى في جميع أنحاء الكوكب ، بإجراء المزيد من الأبحاث والملاحظات لمزيد من التحقيق. الآن وقد أثبت فريق Chen أن نظام AO الخاص بـ Keck Observatory قوي مثل HST ، يمكن لعلماء الفلك إضافة هذه المنهجية إلى مجموعة التقنيات الخاصة بهم عند قياس ثابت هابل.

يقول فاسناخت: "يمكننا الآن تجربة هذه الطريقة مع المزيد من أنظمة الكوازارات العدسية لتحسين دقة قياسنا لثابت هابل. ربما يقودنا هذا إلى نموذج كوني أكثر اكتمالا للكون".


إدوين هابل في مشكلة الترجمة

ويقول مؤرخون هواة إن عالم الفلك الشهير ربما فرض رقابة على منافس أجنبي.

أثار المؤرخون وعلماء الفلك الهواة كثرة المزاعم بأن عالم الفلك الأمريكي الأسطوري إدوين هابل ، الذي سمي على اسمه تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ، ربما فرض رقابة نشطة على عمل أحد المنافسين لتعزيز مسيرته المهنية.

يطالب المؤرخون المحترفون بمزيد من الأدلة ، لكن المدافعين عن هذا المنصب يحثون ناسا بالفعل على تسمية مهمة فضائية مستقبلية على اسم الباحث الذي تم إهماله.

يعود الفضل إلى هابل في اكتشاف مهد الطريق لعلم الفلك الحديث. في عام 1929 ، نشر ورقة بحثية 1 تحدث فيها عن وجود علاقة متبادلة بين مسافة المجرات من الأرض وسرعاتها. يُظهر الارتباط الذي أطلق عليه لاحقًا قانون هابل ، أنه كلما ابتعدت المجرة ، زاد انزياح ضوءها نحو النهاية الحمراء للطيف. يشير هذا الانزياح نحو الأحمر إلى أن المجرات تبتعد عن الأرض ، وقد فسرها علماء الفلك لاحقًا على أنها دليل على أن الكون يبدو أنه يتوسع.

لكن هابل لم يكن أول من لاحظ هذا الارتباط. في عام 1927 ، نشر عالم الفلك البلجيكي جورج لوميتر بحثًا باللغة الفرنسية قدم وصفًا نظريًا للعلاقة نفسها 2. استخدم Lemaître أيضًا بيانات من الآخرين لاشتقاق الثابت الذي يحكم التمدد ، المعروف اليوم به ثابت هابل. يقول روبرت سميث ، مؤرخ العلوم في جامعة ألبرتا في إدمونتون ، كندا: "إذا أردت اختيار شخص واحد ربما يستحق معظم الفضل في [اكتشاف] الكون المتوسع ، فسيكون هو لوميتري".

لطالما كان المؤرخون على دراية بعمل Lemaître ، لكن ظهرت الآن ادعاءات بأن هابل - أو شخصًا متعاطفًا معه - ربما اتخذ خطوات فعالة لتشويه مساهمة Lematre في العالم الناطق باللغة الإنجليزية.

في 6 يونيو ، قام سيدني فان دن بيرغ ، عالِم الفلك في المجلس القومي للبحوث التابع لمرصد دومينيون للفيزياء الفلكية الكندي في فيكتوريا ، كولومبيا البريطانية ، بتحميل ورقة 3 إلى خادم ما قبل الطباعة arXiv ، مشيرًا إلى أن التعديلات على الترجمة الإنجليزية لعام 1931 4 من ورقة Lemaître بدت لإزالة عدة أجزاء من النص بشكل انتقائي تناقش الارتباط الذي أصبح يُعرف باسم قانون هابل. تزيل الورقة أيضًا نسخة Lematre من ثابت هابل من معادلة واحدة. تمت مناقشة ورقة Van den Bergh في 15 يونيو في منشور مدونة على Forbes.com ، مما أثار الاهتمام بالمجتمع الفلكي.

يروي فان دن بيرغ طبيعة أنه مقتنع بأن التحرير كان مقصودًا ، وقام به شخص كان حريصًا على منع حسابات Lemaître من تقويض مطالبة هابل بالأولوية. يقول: "يجب أن يتم اختيار جزء من وسط المعادلة عن قصد".

لا يتكهن فان دن بيرغ بمن قام بالتغيير ، هوية المترجم غير معروفة. لكن ديفيد بلوك ، عالم الرياضيات في جامعة ويتواترسراند في جوهانسبرغ ، جنوب أفريقيا ، ومؤرخ هاوٍ ، يدعي في ورقة 5 تم تحميلها على موقع arXiv في 20 يونيو أن هابل ربما كان له دور فيما يسميه الرقابة على ترجمة لوميتري. .

يشير بلوك إلى أن هابل كان قلقًا للغاية من أن الفضل في اكتشاف الكون المتوسع يجب أن يذهب إلى مرصد ماونت ويلسون في باسادينا ، كاليفورنيا ، حيث كان قد أجرى ملاحظاته. يعتقد أنه كان من الممكن أن يكون متسقًا تمامًا مع ممارسات هابل المعروفة لعلماء الفلك أن يتصل بمن قام بترجمة الورقة ، في محاولة لإبقاء الارتباط المعروف الآن باسم قانون هابل بعيدًا عنه. بينما لا يدعي بلوك أن هابل كان يعلم بالضرورة بورقة لوميتري مسبقًا ، إلا أنه أشار إلى وجود حالات أخرى فشل فيها هابل على ما يبدو في الاستشهاد بأسلافه. يقول بلوك إن مثل هذه الأدلة تظهر أن هابل كان مستعدًا لتحريف مساهمات الآخرين.

المؤرخون المحترفون اتصل بهم طبيعة كانوا حذرين ، قائلين إن قضية رقابة هابل غير مثبتة وأن إخفاقاته الواضحة في الاستشهاد - والتي كان العديد منها معروفًا للمؤرخين المحترفين لعقود - لا تتعارض بالضرورة مع ممارسات الاعتراف في العشرينيات.

يلاحظ سميث أنه إذا تسبب هابل بالفعل في تحرير ورقة لوميتري ، فيجب أن يكون هناك أثر. يقول: "يحتاج الناس إلى البحث عن أدلة على هذه الأنواع من الادعاءات". "إن التكهن بشيء ، وإثبات شيء آخر شيء آخر."

ديفيد ديفوركين ، مؤرخ علم الفلك في المتحف الوطني للطيران والفضاء التابع لمعهد سميثسونيان في واشنطن العاصمة ، يبدو ملاحظة مماثلة. يقول: "على حد علمي ، كان هابل يتبع المعايير المعاصرة للاقتباس - والتي كانت تميل إلى أن تكون بائسة جدًا ، مقارنةً بالمعايير التنافسية الحالية".

كما أن أوين جينجيرش ، عالم الفلك ومؤرخ العلوم بجامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس ، غير مقتنع أيضًا. يقول: "أعتقد أنه من المثير بعض الشيء أن نسميها رقابة على جريدة لوميتري دون فحص الظروف بعناية أكبر".

هذا لم يمنع وصول كلمة التحريف المزعوم إلى وكالة ناسا ، التي أطلقت تلسكوب هابل الفضائي في عام 1990.

كتب بلوك إلى جون ماثر ، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2006 وكبير العلماء في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، ليقترح عليه النظر في إمكانية "تلسكوب Lemaître الفضائي" في المستقبل. يسمي ماذر اتهامات بلوك "الأشياء الساخنة" وكان لديه فضول كافٍ لإجراء استفسارات للمؤرخين لمعرفة المزيد. لكنه يقول طبيعة، يعتقد أنه من غير المرجح أن تكرم وكالة الفضاء الأمريكية الرائد البلجيكي في أي وقت قريب. وهو يقول: "ربما يكون لبعثة أوروبية فرصة أفضل".


متى لوحظ توتر هابل لأول مرة؟ متى تم استخدام هذا المصطلح لأول مرة؟ - الفلك

في 17 أغسطس 2017 ، رصد جهازا كشف LIGO و Virgo المتقدمان حدث موجة الجاذبية GW170817 - إشارة قوية من اندماج نظام نجمي نيوتروني ثنائي. بعد أقل من ثانيتين من الاندماج ، تم اكتشاف انفجار أشعة جاما (GRB 170817A) داخل منطقة من السماء متوافقة مع الموقع المشتق من LIGO-Virgo لمصدر موجة الجاذبية. تم رصد هذه المنطقة من السماء لاحقًا بواسطة مرافق علم الفلك البصري ، مما أدى إلى تحديد إشارة ضوئية عابرة في غضون حوالي عشرة ثوانٍ قوسية من المجرة NGC 4993. هذا الكشف عن GW170817 في كل من موجات الجاذبية والموجات الكهرومغناطيسية يمثل أول فلكي "متعدد الرسالات" الملاحظة. تمكن مثل هذه الملاحظات من استخدام GW170817 كـ "صفارة إنذار قياسية" (بمعنى أنه يمكن تحديد المسافة المطلقة إلى المصدر مباشرةً من قياسات موجة الجاذبية) لقياس ثابت هابل. تمثل هذه الكمية معدل التوسع المحلي للكون ، وتحدد المقياس العام للكون وهي ذات أهمية أساسية لعلم الكونيات. Here we report a measurement of the Hubble constant that combines the distance to the source inferred purely from the gravitational-wave signal with the recession velocity inferred from measurements of the redshift using the electromagnetic data. In contrast to previous measurements, ours does not require the use of a cosmic ‘distance ladder’: the gravitational-wave analysis can be used to estimate the luminosity distance out to cosmological scales directly, without the use of intermediate astronomical distance measurements. We determine the Hubble constant to be about 70 kilometres per second per megaparsec. This value is consistent with existing measurements, while being completely independent of them. Additional standard siren measurements from future gravitational-wave sources will enable the Hubble constant to be constrained to high precision.


Appendix B

Henrietta Leavitt and Cepheid Variables

Every star is somewhat variable in its light output, including the sun. One category of variable stars, in particular, is very useful in astronomy they are called Cepheid variables. These stars change in actual size by about 10 per cent, expanding and contracting over a period of several days. They are brightest when at their larger size. The first such variable was seen in the constellation Cepheid in 1784. Several hundred are known today, including Polaris.

An important property of Cepheids was discovered by astronomer Henrietta Leavitt a century ago. She spent many years cataloguing Cepheid variables, especially their brightness and period of brightness change. As Miss Leavitt wrote in 1908, “It is worthy of notice … that the brighter variables have longer periods.” More exactly, the period over which the star varies is proportional to the star’s intrinsic, actual brightness. This means that Cepheids can be used as the most accurate distance indicators to other nearby galaxies. The steps to follow in the process are:

  1. Measure the period of variation and the apparent brightness or magnitude for a particular Cepheid.
  2. From the time period, determine the star’s actual brightness, also called the absolute magnitude.
  3. Knowing both the apparent and actual star magnitude, its distance can then be closely determined.

Cepheid variable stars tend to be extra bright. Thus their pulsating nature can be seen in other galaxies. Cepheids actually form the basis for all universe size estimates today. They calibrate the Hubble law by providing accurate distances out to about 50 million light years. Miss Leavitt’s initial observational work was with the Magellanic Clouds, the nearest galaxies to the Milky Way. Edwin Hubble later discovered a dozen Cepheid variables in the Andromeda galaxy in 1923-1924, showing that galaxy’s great distance from the earth.

Henrietta Leavitt (1868-1921) was the daughter of a prominent Congregational minister. She held to the conservative virtues of her Puritan ancestors. Miss Leavitt spent her star gazing career at the Harvard College Observatory in Massachusetts. Although not trained in astronomy, she quickly showed a unique proficiency in analyzing photographic plates. She became chief of photographic photometry, this in a day when women weren’t always welcome in science. Miss Leavitt had a shining testimony:-

She was a devoted member of her family circle … unselfishly considerate of her friendships, steadfastly loyal to her principles and deeply conscientious and Sincere in her Christian life and character.”18


Watch the video: شاهد قوة التكبير في كاميرا نيكون تقدر تشوف القمر وهو يدور!! (شهر اكتوبر 2021).