ब्रह्मांड का विस्तार कितनी तेजी से हो रहा है? हबल और गैया टीम अप अब तक का सबसे सटीक मापन करने के लिए
1920 के दशक में, एडविन हबल ने अभूतपूर्व खोज की कि ब्रह्मांड विस्तार की स्थिति में था। मूल रूप से . के परिणाम के रूप में भविष्यवाणी की गई थी सामान्य सापेक्षता का आइंस्टीन का सिद्धांत , इस विस्तार के माप के रूप में जाना जाने लगा हबल कांस्टेंट . आज, और अगली पीढ़ी के दूरबीनों की मदद से - जैसे उपयुक्त नाम वाले हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी (HST) - खगोलविदों ने इस नियम को कई बार फिर से मापा और संशोधित किया है।
इन मापों ने पुष्टि की कि समय के साथ विस्तार की दर में वृद्धि हुई है, हालांकि वैज्ञानिक अभी भी अनिश्चित हैं कि क्यों। NS नवीनतम माप का उपयोग कर एक अंतरराष्ट्रीय टीम द्वारा आयोजित किया गयाहबल,जिन्होंने तब यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) द्वारा प्राप्त आंकड़ों के साथ अपने परिणामों की तुलना की। जीएआइएबेधशाला . इसने हबल कॉन्स्टेंट के अब तक के सबसे सटीक माप को जन्म दिया है, हालांकि ब्रह्मांडीय त्वरण के बारे में प्रश्न बने हुए हैं।
उनके निष्कर्षों का वर्णन करने वाला अध्ययन 12 जुलाई के अंक में दिखाई दियाएस्ट्रोफिजिकल जर्नल,शीर्षक ' ब्रह्मांडीय दूरियों को मापने और गैया DR2 के लिए आवेदन के लिए आकाशगंगा सेफिड मानक: हबल स्थिरांक के लिए निहितार्थ। 'अध्ययन के पीछे की टीम में से सदस्य शामिल थे अंतरिक्ष दूरबीन विज्ञान संस्थान (STScI), जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय, राष्ट्रीय खगोल भौतिकी संस्थान (आईएनएएफ), यूसी बर्कले, टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय, और यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (वह)।
यह चित्रण तीन चरणों को दिखाता है जो खगोलविदों ने ब्रह्मांड की विस्तार दर (हबल स्थिरांक) को एक अभूतपूर्व सटीकता तक मापने के लिए उपयोग किया था। श्रेय: NASA, ESA, A. फ़ील्ड (STScI), और A. रीस (STScI/JHU)
2005 से, एडम रीस - स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट और जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी के नोबेल पुरस्कार विजेता प्रोफेसर - 'कॉस्मिक डिस्टेंस लैडर' को सुव्यवस्थित और मजबूत करके हबल कॉन्स्टेंट मूल्य को परिष्कृत करने के लिए काम कर रहे हैं। अपनी टीम के साथ, जिसे . के नाम से जाना जाता है राज्य के समीकरण के लिए सुपरनोवा H0 (SH0ES), उन्होंने ब्रह्मांडीय विस्तार की दर से जुड़ी अनिश्चितता को सफलतापूर्वक केवल 2.2% तक कम कर दिया है
इसे तोड़ने के लिए, खगोलविदों ने पारंपरिक रूप से ब्रह्मांड में दूरियों को मापने के लिए 'कॉस्मिक डिस्टेंस लैडर' का उपयोग किया है। इसमें दूरी मार्करों पर निर्भर होना शामिल है जैसे सेफिड चर दूर की आकाशगंगाओं में - स्पंदित तारे जिनकी दूरियों का अनुमान उनकी स्पष्ट चमक के साथ उनकी आंतरिक चमक की तुलना करके लगाया जा सकता है। इन मापों की तुलना तब की जाती है जब दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश को फिर से स्थानांतरित किया जाता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि आकाशगंगाओं के बीच का स्थान कितनी तेजी से बढ़ रहा है।
इसी से हबल स्थिरांक प्राप्त होता है। एक अन्य विधि जिसका उपयोग किया जाता है, वह है का निरीक्षण करना ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (सीएमबी) प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान ब्रह्मांड के विस्तार का पता लगाने के लिए - लगभग। बिग बैंग के 378,000 साल बाद - और फिर भौतिक विज्ञान का उपयोग करके इसे वर्तमान विस्तार दर के लिए एक्सट्रपलेशन किया गया। साथ में, मापों को एक अंत-से-अंत माप प्रदान करना चाहिए कि समय के साथ ब्रह्मांड का विस्तार कैसे हुआ है।
हालाँकि, खगोलविदों ने कुछ समय के लिए जाना है कि दोनों माप मेल नहीं खाते हैं। में एक पाहिले की पढ़ाई , रीस और उनकी टीम ने का उपयोग करके मापन कियाहबलहबल कांस्टेंट मान 73 किमी/सेकंड (45.36 mps) प्रति मेगापार्सेक (3.3 मिलियन प्रकाश-वर्ष) प्राप्त करने के लिए। इस बीच, ईएसए पर आधारित परिणाम ' प्लांकबेधशाला (जिसने 2009 और 2013 के बीच सीएमबी का अवलोकन किया) ने भविष्यवाणी की थी कि हबल स्थिरांक का मान अब 67 किमी/सेकंड (41.63 mps) प्रति मेगापार्सेक और 69 किमी/सेकंड (42.87 mps) से अधिक नहीं होना चाहिए - जो कि 9% की विसंगति का प्रतिनिधित्व करता है।
माइक्रोवेव आकाश की एक बहु-रंगीन अखिल-आकाश छवि। क्रेडिट: ईएसए, एचएफआई और एलएफआई कंसोर्टिया
जैसा कि रीस ने हाल ही में नासा में संकेत दिया था प्रेस विज्ञप्ति :
'ऐसा लगता है कि प्रारंभिक और देर से ब्रह्मांड के बारे में हमारे विचारों के बीच तनाव पूरी तरह से असंगतता में विकसित हो गया है। इस बिंदु पर, स्पष्ट रूप से यह किसी एक माप में केवल कुछ स्थूल त्रुटि नहीं है। यह ऐसा है जैसे आपने भविष्यवाणी की थी कि विकास चार्ट से एक बच्चा कितना लंबा हो जाएगा और फिर वयस्क पाया कि वह भविष्यवाणी से बहुत अधिक हो गया है। हम बहुत परेशान हैं।'
इस मामले में, रीस और उनके सहयोगियों ने इस्तेमाल कियाहबलदूर सेफिड चर की चमक को मापने के लिएजीएआइएलंबन जानकारी प्रदान की - विभिन्न बिंदुओं के आधार पर वस्तुओं की स्थिति में स्पष्ट परिवर्तन - दूरी निर्धारित करने के लिए आवश्यक।जीएआइएआकाशगंगा में 50 सेफिड चर की दूरी को मापकर अध्ययन में भी जोड़ा गया, जिन्हें हबल से चमक माप के साथ जोड़ा गया था।
इसने खगोलविदों को सेफिड्स को अधिक सटीक रूप से कैलिब्रेट करने की अनुमति दी और फिर मिल्की वे के बाहर देखे गए लोगों को मीलपोस्ट मार्कर के रूप में उपयोग किया। दोनों का उपयोग करनाहबलमाप और नए जारी किए गए डेटागैया,रीस और उनके सहयोगी प्रति मेगापार्सेक प्रति सेकंड 73.5 किलोमीटर (45.6 मील) प्रति सेकंड के विस्तार की वर्तमान दर पर अपने माप को परिष्कृत करने में सक्षम थे।
ईएसए की गैया वर्तमान में आकाशगंगा के सितारों का नक्शा बनाने के लिए पांच साल के मिशन पर है। छवि क्रेडिट: ईएसए/एटीजी मेडियालैब; पृष्ठभूमि: ईएसओ / एस। ब्रूनियर।
स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के स्टेफानो कैसर्टानो और SHOES टीम के सदस्य के रूप में, जोड़ा गया:
'हबल वास्तव में एक सामान्य प्रयोजन वेधशाला के रूप में अद्भुत है, लेकिन गैया दूरी को कैलिब्रेट करने के लिए नया स्वर्ण मानक है। यह लंबन को मापने के उद्देश्य से बनाया गया है - यह वही है जो इसे करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। गैया पिछले सभी दूरी के उपायों को फिर से जांचने की एक नई क्षमता लाता है, और ऐसा लगता है कि यह हमारे पिछले काम की पुष्टि करता है। हबल स्थिरांक के लिए हमें वही उत्तर मिलता है यदि हम दूरी सीढ़ी के सभी पिछले अंशों को केवल गैया लंबन से बदल दें। यह दो बहुत शक्तिशाली और सटीक वेधशालाओं के बीच एक क्रॉसचेक है।'
भविष्य को देखते हुए, रीस और उनकी टीम के साथ काम करना जारी रखने की उम्मीद हैजीएआइएइसलिए वे 2020 की शुरुआत तक हबल कॉन्स्टेंट के मूल्य से जुड़ी अनिश्चितता को केवल 1% तक कम कर सकते हैं। इस बीच, विस्तार की आधुनिक दरों और सीएमबी पर आधारित दरों के बीच विसंगति खगोलविदों के लिए एक पहेली बनी रहेगी।
अंत में, यह एक संकेत हो सकता है कि हमारे ब्रह्मांड में अन्य भौतिकी काम कर रही है, कि डार्क मैटर सामान्य पदार्थ के साथ इस तरह से इंटरैक्ट करता है जो वैज्ञानिकों के संदेह से अलग है, या यह कि डार्क एनर्जी पहले की तुलना में और भी अधिक विदेशी हो सकती है। कारण जो भी हो, यह स्पष्ट है कि ब्रह्मांड में अभी भी हमारे लिए कुछ आश्चर्य हैं!
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