กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA ได้เสร็จสิ้นการวิ่งมาราธอนเกือบ 30 ปีแล้ว

ได้ปรับเทียบ “เครื่องหมายไมล์” ของอวกาศและเวลามากกว่า 40 ตำแหน่ง เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นภารกิจที่มีพล็อตเรื่องบิดเบี้ยว

การไล่ตามอัตราการขยายตัวของเอกภพเริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ. 1920 ด้วยการวัดโดยนักดาราศาสตร์ Edwin P. Hubble และ Georges Lemaître ในปี 1998 สิ่งนี้นำไปสู่การค้นพบ “พลังงานมืด” ซึ่งเป็นแรงผลักลึกลับที่เร่งการขยายตัวของจักรวาล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณข้อมูลจากฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อื่นๆ นักดาราศาสตร์พบความบิดเบี้ยวอีกอย่างหนึ่ง นั่นคือ ความคลาดเคลื่อนระหว่างอัตราการขยายตัวที่วัดในเอกภพในท้องถิ่น เมื่อเทียบกับการสังเกตการณ์อิสระจากทันทีหลังบิ๊กแบง ซึ่งทำนายค่าการขยายตัวที่แตกต่างกัน

บทความแนะนำ : Returnal เพิ่ม co-op และโหมดเอาชีวิตรอดใน ‘Ascension’ ฟรี

สาเหตุของความคลาดเคลื่อนนี้ยังคงเป็นปริศนา แต่ข้อมูลของฮับเบิล ซึ่งครอบคลุมวัตถุจักรวาลหลายชนิดที่ทำหน้าที่เป็นตัวบอกระยะทาง สนับสนุนแนวคิดที่ว่ามีสิ่งแปลกประหลาดเกิดขึ้น ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ใหม่ล่าสุด

อดัม รีส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) และมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกิ้นส์ ในเมืองบัลติมอร์ รัฐแมริแลนด์ กล่าวว่า “คุณได้รับการวัดอัตราการขยายตัวของเอกภพที่แม่นยำที่สุดจากมาตรฐานทองคำของกล้องโทรทรรศน์และเครื่องหมายไมล์คอสมิก .

Riess เป็นผู้นำในการทำงานร่วมกันทางวิทยาศาสตร์เพื่อตรวจสอบอัตราการขยายตัวของจักรวาลที่เรียกว่า SHOES ซึ่งย่อมาจาก Supernova, H0 สำหรับสมการสถานะของพลังงานมืด “นี่คือสิ่งที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสร้างขึ้นเพื่อใช้เทคนิคที่ดีที่สุดที่เรารู้จัก ซึ่งน่าจะเป็นผลงานชิ้นเอกของฮับเบิล เพราะจะใช้เวลาอีก 30 ปีในชีวิตของฮับเบิลเพื่อเพิ่มขนาดกลุ่มตัวอย่างนี้ให้เป็นสองเท่า” รีสส์กล่าว .

บทความของทีม Riess ที่จะตีพิมพ์ในฉบับ Special Focus ของThe Astrophysical Journalรายงานเกี่ยวกับการปรับปรุงครั้งใหญ่ที่สุดและน่าจะเป็นครั้งสุดท้ายเกี่ยวกับค่าคงที่ฮับเบิล ผลลัพธ์ใหม่มีมากกว่าตัวอย่างก่อนหน้าของเครื่องหมายบอกระยะจักรวาลถึงสองเท่า ทีมของเขายังวิเคราะห์ข้อมูลก่อนหน้าทั้งหมดอีกครั้ง โดยตอนนี้ทั้งชุดข้อมูลรวมถึงวงโคจรของฮับเบิลมากกว่า 1,000 วงโคจร

เมื่อ NASA คิดค้นกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ในปี 1970 เหตุผลหลักประการหนึ่งสำหรับค่าใช้จ่ายและความพยายามทางเทคนิคที่ไม่ธรรมดาคือการสามารถแก้ไข Cepheids ซึ่งเป็นดาวที่สว่างและสลัวเป็นระยะ ซึ่งมองเห็นได้ภายในทางช้างเผือกและดาราจักรภายนอก เซเฟอิดส์เป็นมาตรฐานทองคำของเครื่องหมายไมล์คอสมิกมานานแล้ว นับตั้งแต่ยูทิลิตี้ของมันถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ Henrietta Swan Leavitt ในปี 1912 ในการคำนวณระยะทางที่ไกลกว่านั้น นักดาราศาสตร์ใช้ดาวระเบิดที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา Type Ia

เมื่อรวมกันแล้ว วัตถุเหล่านี้สร้าง “บันไดระยะห่างของจักรวาล” ทั่วทั้งจักรวาล และจำเป็นต่อการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาล ซึ่งเรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิลตามหลัง Edwin Hubble ค่าดังกล่าวมีความสำคัญต่อการประมาณอายุของจักรวาลและเป็นการทดสอบพื้นฐานเกี่ยวกับความเข้าใจของเราในจักรวาล

เริ่มต้นทันทีหลังจากการเปิดตัวของฮับเบิลในปี 1990 การสังเกตการณ์ชุดแรกของดาว Cepheid เพื่อปรับแต่งค่าคงที่ของฮับเบิลได้ดำเนินการโดยสองทีม: โครงการคีย์ HST นำโดย Wendy Freedman, Robert Kennicutt และ Jeremy Mould, Marc Aaronson และอีกหนึ่งโดย Allan Sandage และ ผู้ทำงานร่วมกันที่ใช้ Cepheids เป็นเครื่องหมายไมล์เพื่อปรับแต่งการวัดระยะทางไปยังกาแลคซีใกล้เคียง ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ทีมต่างๆ ประกาศว่า “ภารกิจสำเร็จ” โดยทำความแม่นยำถึง 10 เปอร์เซ็นต์สำหรับค่าคงที่ฮับเบิล ซึ่ง 72 บวกหรือลบ 8 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก

ในปี 2548 และอีกครั้งในปี 2552 การเพิ่มกล้องใหม่อันทรงพลังบนกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้เปิดตัว “Generation 2” ของการวิจัยอย่างต่อเนื่องของฮับเบิลในขณะที่ทีมมุ่งมั่นที่จะปรับแต่งค่าให้มีความแม่นยำเพียงร้อยละหนึ่ง เปิดตัวโดยโปรแกรม SHOES นักดาราศาสตร์หลายทีมที่ใช้ฮับเบิล ซึ่งรวมถึง SHOES ได้รวมเอาค่าคงที่ฮับเบิลที่ 73 บวกหรือลบ 1 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก แม้ว่าจะมีการใช้วิธีการอื่นๆ เพื่อตรวจสอบคำถามคงที่ของฮับเบิล แต่ทีมต่างๆ ก็คิดค่าที่ใกล้เคียงกับตัวเลขเดียวกัน

ทีมงาน SHOES ประกอบด้วย Dr. Wenlong Yuan ผู้นำมายาวนานจาก Johns Hopkins University, Dr. Lucas Macri จาก Texas A&M University, Dr. Stefano Casertano จาก STScI และ Dr. Dan Scolnic จาก Duke University โปรเจ็กต์นี้ออกแบบมาเพื่อยึดจักรวาลโดยจับคู่ความแม่นยำของค่าคงที่ฮับเบิลที่อนุมานได้จากการศึกษารังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลที่เหลือตั้งแต่รุ่งอรุณของจักรวาล

“ค่าคงที่ฮับเบิลเป็นตัวเลขที่พิเศษมาก สามารถใช้ร้อยด้ายจากอดีตสู่ปัจจุบันเพื่อทดสอบความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาลแบบ end-to-end ซึ่งต้องใช้ความละเอียดมาก” Dr. Licia Verde นักจักรวาลวิทยาที่ ICREA และ ICC-University of Barcelona กล่าวถึงงานของทีม SHOES

ทีมงานวัด 42 เครื่องหมายไมล์ของซุปเปอร์โนวาด้วยฮับเบิล เนื่องจากเห็นการระเบิดในอัตราประมาณหนึ่งต่อปี ฮับเบิลจึงบันทึกซุปเปอร์โนวาให้ได้มากที่สุดเพื่อวัดการขยายตัวของเอกภพเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติทั้งหมด Riess กล่าวว่า “เรามีตัวอย่างที่สมบูรณ์ของซุปเปอร์โนวาทั้งหมดที่กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลสามารถเข้าถึงได้ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา” เช่นเดียวกับเนื้อเพลงจากเพลง “Kansas City” จากละครเพลงบรอดเวย์โอคลาโฮมา ฮับเบิล “ไปได้สวยเหมือนขนสัตว์!”

อัตราการขยายตัวของเอกภพคาดว่าจะช้ากว่าที่ฮับเบิลเห็นจริงๆ โดยการรวมแบบจำลองจักรวาลวิทยามาตรฐานของจักรวาลและการวัดโดยภารกิจ Planck ขององค์การอวกาศยุโรป (ซึ่งสังเกตพื้นหลังไมโครเวฟไมโครเวฟที่ระลึกเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน) นักดาราศาสตร์คาดการณ์ค่าคงที่ฮับเบิลที่ต่ำกว่า: 67.5 บวกหรือลบ 0.5 กิโลเมตรต่อ วินาทีต่อเมกะพาร์เซก เทียบกับประมาณการของทีม SHOES ที่ 73

ด้วยขนาดตัวอย่างจากฮับเบิลที่มีขนาดใหญ่ นักดาราศาสตร์มีโอกาสเพียงหนึ่งในล้านผิดพลาดเนื่องจากการดึงที่โชคไม่ดี Riess ซึ่งเป็นเกณฑ์ทั่วไปสำหรับการแก้ปัญหาอย่างจริงจังในวิชาฟิสิกส์ การค้นพบนี้ช่วยแก้สิ่งที่กำลังกลายเป็นภาพที่สวยงามและเป็นระเบียบของวิวัฒนาการแบบไดนามิกของจักรวาล นักดาราศาสตร์สูญเสียคำอธิบายของความเชื่อมโยงระหว่างอัตราการขยายตัวของเอกภพในท้องที่กับเอกภพดึกดำบรรพ์ แต่คำตอบอาจเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์เพิ่มเติมของจักรวาล

การค้นพบที่น่าสับสนดังกล่าวทำให้ชีวิตน่าตื่นเต้นยิ่งขึ้นสำหรับนักดาราศาสตร์วิทยาอย่างรีส สามสิบปีที่แล้วพวกเขาเริ่มวัดค่าคงที่ฮับเบิลเพื่อเปรียบเทียบจักรวาล แต่ตอนนี้กลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจยิ่งขึ้นไปอีก “อันที่จริง ฉันไม่สนหรอกว่าค่าการขยายตัวคืออะไร แต่ฉันชอบที่จะใช้มันเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับจักรวาล ” Riess กล่าวเสริม

บทความอื่น ๆ : mermaidimports.com