Новые измерения расстояний поддержать вызов базовой модели Вселенной

Новый набор на точность измерения расстояния с международного сбора радиотелескопов существенно повышается вероятность того, что теоретики должны пересмотреть «стандартной моделью», которая описывает сущность Вселенной.

Новые результаты измерений позволили астрономам уточнить их расчета постоянной Хаббла, расширение Вселенной скорость, значение, важны для проверки теоретической модели, описывающей состав и эволюция Вселенной. Проблема в том, что новые измерения усугубляют несоответствие между ранее измеренных значений постоянной Хаббла и значения, предсказанные моделью, когда применяется для измерения космического микроволнового фона, сделанные спутник Planck.

«Мы видим, что галактики находятся ближе, чем предсказывается стандартной моделью космологии, подтверждающие проблемы выявлены и в других видах измерений расстояний. Там была дискуссия по поводу того, эта проблема заключается в самой модели или в измерений, используемых для проверки. В нашей работе используется метод измерения расстояния полностью независим от всех остальных, и мы углубляют неравенство между измеренными и предсказанными значениями. Вполне вероятно, что основная космологическая модель, участвующая в предсказания-это проблема», — сказал Джеймс Braatz, Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO).

Braatz ведет проект Megamaser космологии, международные усилия для измерения постоянной Хаббла по поиску галактик с особыми свойствами, которые поддаются уступая точные геометрические расстояния. В проекте использовал очень долгое Национального научного фонда базового массива (включая), г. Карл Янский очень большая решетка (VLA) и Роберта С. Берда телескопа Грин-Бэнк (ББТ), вместе с телескопом Эффельсберг в Германии. Команды представили свои последние результаты в год.

Эдвин Хаббл, в честь которого на орбите космического телескопа «Хаббл» называется, из первых рассчитал скорость расширения Вселенной (постоянная Хаббла), в 1929 году путем измерения расстояний до галактик и скорости их спада. Чем дальше галактика, тем больше скорость спада от Земли. Сегодня, постоянная Хаббла остается фундаментальное свойство наблюдательной космологии и внимания многих современных исследований.

Измерения скорости разбегания галактик относительно проста. Определение космических расстояний, однако, была сложная задача для астрономов. Для объектов в нашей собственной галактике Млечный Путь, астрономы могут получить расстояния путем измерения явный сдвиг в позиции объекта при наблюдении с противоположных сторон земной орбиты вокруг Солнца, эффект называется параллакс. Первые такие измерения звездных расстояний параллакса пришел в 1838 году.

За пределами нашей Галактики, параллаксов слишком малы, чтобы измерить, поэтому астрономы полагались на объекты, называемые «стандартные свечи», названы так потому, что их собственная яркость считается известным. Расстояние до объектов известного яркость может быть рассчитываемый, как тусклый объект появляется из земли. Эти стандартные свечи включают в себя класс звезд называют переменные цефеиды и конкретного типа Звездный взрыв называется сверхновой типа Ia.

Еще один метод оценки скорости расширения включает в себя наблюдения далеких квазаров, свет искривляется гравитационным эффектом изображения галактики на несколько изображений. Когда квазар варьируется в яркости, изменение появляется в разные образы в разное время. Измеряя эту разницу во времени, вместе с расчетами геометрия светло-изгиб, приводит к оценке скорости расширения.

Определение постоянной Хаббла на основе стандартной свечи и гравитационно-линзированного квазара изготовили фигурки 73-74 км в секунду (скорость) в мегапарсек (расстояние в блоках благоприятствует астрономов).

Однако, прогнозы постоянной Хаббла от стандартной космологической модели при применении к измерениям реликтового излучения (РИ) — остаточное излучение от Большого Взрыва-производит значение 67.4, значительное и тревожное разница. Это различие, которое отмечают астрономы за пределами экспериментальных ошибок в наблюдениях, имеет серьезные последствия для стандартной модели.

Модель называется лямбда-холодной темной материи, или лямбда МЧР, где «лямбда» относится к космологической постоянной Эйнштейна и представление о темной энергии. Модель делит состав Вселенной в основном между обычной материи, темной материи и темной энергии, и описывает, как Вселенная возникла после Большого Взрыва.

Проект Megamaser космологии основное внимание уделяется галактик с дисками водоносных молекулярного газа, вращающиеся вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Если на орбите диска видны почти с ребра-из земли, яркими пятнами радиоизлучения, называются мазеры — радио аналогов видимого света — лазеры могут быть использованы для определения физического размера диска и его углового степени, и поэтому, по геометрии, расстояние. Команда проекта использует во всем мире коллекции радиотелескопов, чтобы сделать точные измерения, необходимые для этой техники.

В своей последней работе, команды улучшили свои измерения расстояний до четырех галактик, находящихся на расстояниях от 168 миллионов световых лет до 431 млн. световых лет. В сочетании с предыдущим измерением расстояния двух других галактик, их расчеты произведены значение для постоянной Хаббла из 73.9 километров в секунду на мегапарсек.

«Проверки стандартной модели космологии-это очень сложная проблема, которая требует лучший измерений постоянной Хаббла. Расхождение между прогнозируемым и измеренным значениям постоянной Хаббла указывает на одну из самых фундаментальных проблем в физике, поэтому мы хотели бы иметь несколько независимых измерений, которые подтверждают проблему и тестирования модели. Наш метод-геометрический, и полностью независим от всех остальных, и это усиливает несоответствие», — сказал Дом Пеше, научный сотрудник Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института и ведущий автор на последней работе.

«Метод мазер измерения скорости расширения Вселенной-это элегантный, и, в отличие от других, основанные на геометрии. Путем измерения очень точные позиции и динамики пятен Мазер в аккреционный диск вокруг далекой черной дыры, мы можем определить расстояние до галактик, а затем коэффициент расширения. Наш результат от этой уникальной техникой укрепляет аргументы в пользу одной из ключевых проблем в наблюдательной космологии.» — сказал Марк Рид из центра астрофизики Гарварда и институте, и член Megamaser команда проекта космологии.

«Наши измерения постоянной Хаббла очень близко к другим недавние измерения, и статистически сильно отличаются от прогнозов на основе УМК и стандартной космологической модели. Все указывает на то, что стандартная модель нуждается в пересмотре», — сказал Braatz.

Астрономы различными способами, чтобы настроить модель, чтобы устранить несоответствие. Некоторые из них включают изменение представлений о природе темной энергии, отойдя от космологической постоянной Эйнштейна. Другие смотрят на фундаментальные изменения в области физики элементарных частиц, такие как изменение числа или типов нейтрино или возможности взаимодействия между ними. Есть и другие возможности, еще более экзотических, и на данный момент ученые не нашли четких доказательств для определения различий между ними.

«Это классический случай взаимодействия между наблюдением и теорией. Модель лямбда ХДД довольно неплохо работал в течение многих лет, но теперь наблюдения ясно указывают на проблему, которую нужно решить, и представляется, что проблема заключается в модели», — сказал Пеше.

Национальной радиоастрономической обсерватории является объектом Национального научного фонда, выполняемых в рамках соглашения о сотрудничестве с университетов, Инк.

сделать разницу: спонсорские возможности