Setelah kami mengetahui bahawa alam semesta berkembang. Selepas itu, langkah saintifik seterusnya adalah menentukan kelajuan atau kadar pengembangan ini. Lebih dari 80 tahun telah berlalu, tetapi kami masih belum bersetuju mengenai isu ini. Melihat skala kosmik terbesar dan mengkaji isyarat tertua - selepas kejadian Big Bang dan korelasi skala besar galaksi - kami mendapat satu nombor: 67 km / s / Mpc.
Tetapi melihat bintang, galaksi, supernova dan petunjuk langsung lain, kita mendapat nombor yang berbeza: 74 km / s / Mpc. Ketidakpastian sangat kecil: ± 1 hingga nombor pertama dan ± 2 hingga nombor kedua, dan masih ada kemungkinan statistik kurang dari 0.1% bahawa nombor-nombor ini akan disatukan antara satu sama lain. Percanggahan ini seharusnya dapat diselesaikan sejak dulu, tetapi berlanjutan sejak pengembangan alam semesta pertama kali ditemui.
Pada tahun 1923, Edwin Hubble menggunakan teleskop terbesar di dunia untuk mencari bintang baru di galaksi lain. Mungkin, tidak berguna untuk mengatakan "galaksi", kerana ketika itu manusia tidak yakin dengan lingkaran langit. Semasa mempelajari yang terbesar dari mereka - M31, yang sekarang dikenali sebagai Andromeda Nebula - dia melihat yang pertama, dan kemudian yang kedua dan ketiga yang baru. Tetapi yang keempat muncul di tempat yang sama dengan yang pertama, dan ini mustahil, kerana yang baru memerlukan berabad-abad atau lebih untuk mengisi semula. Yang barunya muncul dalam masa kurang dari seminggu. Dengan teruja, Hubble mencoret "N" pertama yang ditulisnya, dan menimpa "VAR!" Dia menyedari bahawa ia adalah bintang berubah-ubah, dan sejak itu terdapat fizik bintang berubah-ubah. Hubble dapat mengira jarak ke Andromeda. Dia menunjukkan bahawa itu betul-betul di luar Bima Sakti dan jelas merupakan galaksi. Ia adalah penampakan bintang tunggal terbaik dalam sejarah astronomi.
LP asal Edwin Hubble mengungkapkan sifat berubah-ubah bintang di Andromeda
Hubble meneruskan karyanya dengan memerhatikan bintang berubah-ubah di banyak galaksi lingkaran. Seiring dengan garis spektrum mereka yang berubah, dia mulai memperhatikan bahawa semakin jauh galaksi, semakin cepat ia bergerak menjauh dari kita. Dia tidak hanya menemui undang-undang ini - yang dikenal sebagai hukum Hubble - dia juga yang pertama mengukur kadar pengembangan: parameter Hubble. Walau bagaimanapun, jumlah yang dia terima adalah besar. Sangat besar. Begitu besar jika benar, ia berlaku bahawa Big Bang berlaku hanya dua bilion tahun yang lalu. Jelas, tidak ada yang akan mempercayai ini, kerana kita mempunyai bukti geologi bahawa Bumi sahaja berusia lebih dari empat bilion tahun.
Gambar komposit hemisfera barat Bumi yang berusia lebih dari 4 bilion tahun
Video promosi:
Pada tahun 1943, ahli astronomi Walter Baade mengamati bintang berubah-ubah di luar Bima Sakti dan melihat sesuatu yang sangat penting: tidak semua pemboleh ubah Cepheids - jenis yang digunakan Hubble untuk menentukan pengembangan alam semesta - berperilaku sama. Sebaliknya, terdapat dua kelas yang berbeza. Dan tiba-tiba ternyata pemalar Hubble sama sekali tidak sebesar yang diputuskan oleh Hubble.
Pengukuran bintang berubah oleh Walter Baade di Andromeda adalah bukti terpenting mengenai kewujudan dua populasi Cepheids yang terpisah dan membolehkan parameter Hubble dikurangkan menjadi nilai yang lebih bermakna
Sebaliknya, alam semesta berkembang dengan lebih perlahan, yang bermaksud lebih lama untuk mencapai keadaannya sekarang. Untuk pertama kalinya, Alam Semesta melampaui Bumi pada usia, dan itu adalah petanda yang baik. Seiring berjalannya waktu, penyempurnaan selanjutnya meningkat dan eksponen Hubble secara beransur-ansur menurun, sementara usia alam semesta terus meningkat. Pada akhirnya, usia bahkan bintang tertua tenggelam seiring dengan usia alam semesta.
Bagaimana anggaran parameter Hubble berubah dari masa ke masa
Cerita ini tidak berakhir di sana. Adakah anda tahu mengapa Teleskop Angkasa Hubble dinamakan demikian? Bukan karena dinamai Edwin Hubble, yang menemukan bahawa alam semesta sedang berkembang. Sebaliknya, kerana misi utamanya adalah untuk mengukur parameter Hubble, atau tingkat di mana alam semesta berkembang. Sebelum pelancaran teleskop pada tahun 1990, terdapat dua kubu yang menganjurkan alam semesta yang sama sekali berbeza: satu dipimpin oleh Allan Sendage dan sebuah alam semesta dengan kadar pengembangan 50 km / s / Mpc dan usia 16 bilion tahun; yang lain di bawah kepemimpinan Gerard de Vaucouleurs dan alam semesta dengan kadar pengembangan 100 km / s / Mpc dan usia di bawah 10 bilion tahun. Kedua kubu ini yakin bahawa kubu yang bertentangan melakukan kesalahan sistematik dalam pengukuran mereka dan bahawa tidak ada jalan tengah. Matlamat ilmiah utama Teleskop Angkasa Hubble adalah untuk mengukur kadar pengembangan sekali dan selamanya.
Dan dia mencapainya. 72 ± 8 km / s / Mpc adalah hasil akhir projek. Hari ini terdapat lebih sedikit kesilapan atau ketidaktepatan, dan begitu juga ketegangan antara dua kaedah yang berbeza. Sekiranya anda melihat Alam Semesta pada skala terbesar, turun naik latar belakang gelombang mikro kosmik dan ayunan akustik baryon dalam pengelompokan galaksi, anda mendapat bilangan yang lebih kecil: 67 km / s / Mpc. Ini bukan hasil yang paling baik, tetapi nilai yang lebih tinggi sangat mungkin.
Sekiranya anda melihat pengukuran langsung bintang individu di galaksi kita, dan kemudian pada kelas bintang yang sama di galaksi lain, dan kemudian di supernova di luarnya, anda mendapat nilai yang lebih tinggi: 74 km / s / Mpc. Tetapi kesalahan sistematik dalam pengukuran bintang berdekatan, bahkan kesalahan beberapa peratus, dapat mengurangkan jumlah ini dengan ketara bahkan ke nilai terendah yang dicadangkan. Oleh kerana misi ESA Gaia terus mengukur paralaks dengan ketepatan satu miliar bintang yang belum pernah terjadi sebelumnya di galaksi kita, ketegangan ini dapat diselesaikan dengan sendirinya.
Hari ini kita mengetahui kadar pengembangan Hubble dengan tepat, dan dua kaedah pengekstrakan yang berbeza sepertinya memberikan nilai yang bertentangan. Terdapat banyak dimensi yang berlaku sekarang, setiap kem berusaha membuktikan kesnya dan mencari kesalahan yang lain. Dan jika sejarah telah mengajar kita apa-apa, kita dapat mengatakan bahawa, pertama, kita akan mempelajari sesuatu yang baru dan menarik mengenai sifat Alam Semesta kita ketika masalah ini diselesaikan, dan kedua, pertikaian mengenai kadar pengembangan ini jelas tidak akan terakhir.
ILYA KHEL
