Posted by აქ როგორ მოვხვდით? საით მივდივართ? რამდენ ხანს ვიქნებით? ეს კითხვები თვით კაცობრიობასავით ხანდაზმულია, თუმცა, თუ სამყაროში მსგავსი შეკითხვები ყველა არსებას აწუხებს, გაცილებით უფრო ძველიც ყოფილა.
ეს სამყაროს შემსწავლელი მეცნიერების – კოსმოლოგიის ფუნდამენტური ნააზრევია და ფეხდაფეხ მიუყვება ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს ამოცანას, რომელიც გამოიკვლევს, თუ რამდენად სწრაფად ფართოვდება სამყარო. დღევანდელი გაზომვები ეფუძნება ე.წ. ”ჰაბლის მუდმივას” რიცხვით მონაცემებს, რომლის გარშემოც მცირე დაძაბულობას აქვს ადგილი.
ახლახან ჟურნალებში Science და The Astrophysical Journal ორი ახალი სტატია გამოქვეყნდა, სადაც სამყაროს გაფართოების სიჩქარის დასადგენად და ჰაბლის მუდმივას გასაზომად, ახალი მეთოდი იქნა გამოყენებული – ფეთქებადი ვარსკვლავიდან მოსული სინათლე, რომელმაც დედამიწამდე მრავალი, მიხვეულ-მოხვეული ბილიკების გამოვლის შემდეგ მოაღწია.
ჩვეულებრივი ლამპიონები და გაფართოებადი სამყარო
სამყაროს გაფართოების თაობაზე ჩვენთვის 1920-იანი წლებიდანაა ცნობილი. 1908 წელს, ამერიკელმა ასტრონომმა ჰენრიეტა ლივიტმა მიაგნო მეთოდს, რომლის მეშვეობითაც ცეფეიდების ტიპის ცვალებადი ვარსკვლავის სიკაშკაშის ცვალებადობის გაზომვა გახდა შესაძლებელი – დედამიწელი დამკვირვებლის თვალთახედვით, ვარსკვლავების სიკაშკაშე დაკავშირებულია მანძილთან, ამიტომ ამ პარამეტრით შეუძლებელია ვარსკვლავის ჭეშმარიტი სიკაშკაშის განსაზღვრა. ცეფეიდების სიკაშკაშე რეგულარული ციკლის მიხედვით იკლებს და იმატებს, ლივიტმა დაამტკიცა, რომ კუთრი სიკაშკაშე ამ ციკლის ხანგრძლივობაზე იყო დამოკიდებული.
ლივიტის კანონი, როგორც ამ მეთოდს დღეს უწოდებენ, საშუალებას აძლევს მეცნიერებს, გამოიყენონ ცეფეიდები, როგორც “სტანდარტული კანდელები”, ანუ როგორც ობიექტები, რომელთა კუთრი სიკაშკაშე ცნობილია და, ამგვარად, შესაძლებელია მანძილის დიდი სიზუსტით განსაზღვრა.
როგორ მუშაობს კანონი? წარმოიდგინეთ, რომ ღამით ლამპიონებით განათებულ გრძელ გზაზე დგახართ. ჩავთვალოთ, რომ ყველა ლამპიონში ერთი და იგივე ტიპისა და სიმძლავრის ნათურაა. ადვილი შესამჩნევია, რომ განათების სიკაშკაშე, თქვენგან დაშორების მანძილის მიხედვით, თანდათან იკლებს. ამგვარად, თქვენთან უახლოეს ლამპიონზე დამონაჟებული ნათურა გაცილებით უფრო კაშკაშა გვეჩვენება, ვიდრე ის, რომელიც მოშორებით ბჟუტავს.
მანძილის პროპორციულად განათების ინტენსიობის კლება ცობილია, როგორც ”შებრუნებული კვადრატის წესი სინათლისთვის”. ამგვარად, შეგიძლიათ გაზომოთ თითოეული ნათურის სიკაშკაშე თქვენი თვალისთვის, და, ვინაიდან თქვენთვის ცნობილია უახლოესი ნათურის ჭეშმარიტი სიკაშკაშეც, შებრუნებული კვადრატის წესის გამოყენებით, შეგიძლიათ ლამპიონებს შორის, და თქვენსა და თითოეულ ლამპიონს შორის მანძილიც განსაზღვროთ.
1929 წელს, კიდევ ერთმა ამერიკელმა ასტრონომმა, ედვინ ჰაბლმა, აღმოაჩინა სხვა ცეფეიდები სხვა გალაქტიკებში და გაზომა მანძილები. შემდეგ, ამ და სხვა გაზომვებიდან მიღებული მონაცემების მიხედვით, გამოითვალა, რომ სამყარო ფართოვდება.
სხვადასხვა მეთოდი სხვადასხვა შედეგს იძლევა
სტანდარტული კანდელის მეთოდი (ინგლისურიდან candle – სანთელი) მძლავრი მეთოდია, რომელიც უზარმაზარ სამყაროში არსებული მანძილების დიდი სიზუსტით გაზომვის საშუალებას იძლევა. გამუდმებით მიმდინარეობს სხვადასხვა კანდელების ძიება, ვინაიდან, რაც უკეთ გავზომავთ მოცემული კანდელას სინათლის წყაროს ინტენსივობას, მით უფრო დიდ მანძილებს გავზომავთ მაღალი სიზუსტით.
ერთ-ერთი ასეთი კანდიდატი ახლახანს იქნა შემოთავაზებული – მეცნიერთა ჯგუფმა ორმაგი კანდელა აირჩია, კერძოდ ცეფეიდი, რომელიც Ia ტიპის ზეახალის (სუპერნოვას) გვერდით განთავსდება, რომელიც აფეთქების პროცესშია. აღსანიშნავია, რომ ეს ობიექტები ცალ-ცალკეც შეიძლება გამოყენებული იყოს, როგორც კანდელები.
არსებობს ჰაბლის მუდმივას გაზომვის სხვა მეთოდებიც, მაგალითად, კოსმოსური მიკროტალღური ფონი – რელიქტური გამოსხივება, რომელიც სამყაროში დიდი აფეთქების მომენტიდან ”მოგზაურობს”.
პრობლემა ის არის, რომ გაზომვის ამ ორ მეთოდს შორის განსხვავება დაახლოებით 10%-ია; ასტრონომები ამას ”ჰაბლის დაძაბულობას” უწოდებენ, და ამ საკითხის გადაჭრისთვის, გაზომვების უკეთესი მეთოდების ძიება გამუდმებით მიმდინარეობს.
უახლესი მეთოდი – გრავიტაციული ლინზირება
ზეახალი, რომელიც მეცნიერებმა ახლახანს ჩატარებული გაზომვებისთვის გამოიყენეს, ცნობილია, როგორც ”რეფსდალის სუპერნოვა” (Supernova Refsdal).
2014 წელს, მეცნიერებმა ამ სუპერნოვას მრავალჯერადი გამოსახულებები დააფიქსირეს – ეს იყო პირველი შემთხვევა, როდესაც მათ წინაშე ”ლინზირებული” ზეახალი წარსდგა – კოსმოსურმა ტელესკოპმა Hubble ერთი და იგივე ზეახალის ხუთჯერადი გამოსახულება დააფიქსირა!
როგორ ხდება ეს? ზეახალიდან სინათლე ყველა მიმართულებით გასხივდა, თუმცა გაიარა უზარმაზარი გალაქტიკური გროვის გრავიტაციის მიერ გამრუდებულ სივრცეში, სადაც მოხდა სინათლის მრავალი მიმართულებით გარდატეხა, რამაც, დედამიწელი დამკვირვებლის თვალთახედვით, მრავალჯერადი გამოსახულება გააჩინა. თითოეულმა გამოსახულებამ სამყაროს სხვადასხვა მონაკვეთი გამოიარა.
წარმოიდგინეთ სამი მატარებელი, რომლებიც სადგურიდან ერთსა და იმავე დროს გავიდნენ, თუმცა, ერთი პირდაპირი გზით გაემართა შემდეგი სადგურისკენ, მეორე – გრძელი გზით მთების გავლით, ხოლო მესამე – სანაპიროს გასწვრივ. ამის გამო, მიუხედავად იმისა, რომ სადგურიდან ერთად გამოვიდნენ, მატარებლები შემდეგ სადგურზე სხვადასხვა დროს ჩამოდგებიან.
ამგვარად, ლინზირებული გამოსახულებები ერთი და იგივე სუპერნოვას გვიჩვენებს, რომელიც მხოლოდ ერთხელ აფეთქდა, თუმცა, თითოეულმა გამოსახულებამ სხვადასხვა გზა გამოიარა ჰაბლის ოპტიკურ სისტემამდე მისაღწევად. 1990 წელს სუპერნოვას პირველი გამოჩენიდან, როდესაც მან აფეთქება დაიწყო და ვიდრე 2016 წლის ჩათვლით, ეს გამოსახულებები ნელ-ნელა ”ჩნდებოდა”. რამდენიმეწლიანი მუშაობის შემდეგ, გამოჩენის პერიოდულობისა და სიკაშკაშის მატების მიხედვით, მეცნიერებმა ობიექტამდე მანძილი და სამყაროს ზომის სხვა პარამეტრები განსაზღვრეს, მათ შორის – სამყაროს გაფართოების სიჩქარეც.
ახალი მონაცემების მიხედვით, ჰაბლის მუდმივაა 66.6 კმ/წმ პეგაპარსეკზე. ეს ციფრი გაცილებით უფრო ახლოსაა მიკროტალღური ფონური გამოსხივებით განსაზღვრულთან, ვიდრე ცეფეიდების გამოყენებით მიღებულ მნიშვნელობებთან.
დავასრულეთ თუ არა კვლევა?
ვიდრე სუპერნოვა-ცეფეიდებისა და რელიქტური გამოსხივების მიერ შექმნილი ჰაბლის დაძაბულობა საბოლოოდ გადაიჭრება, მეცნიერთა სხვა ჯგუფმა, შესაძლოა, კიდევ უფრო ინოვაციური მეთოდი გამოიყენონ, როგორიცაა ჰაბლის მუდმივას განსაზღვრა გალაქტიკებში ბნელი მატერიის რაოდენობის მიხედვით, ამისთვის ისინი აპირებენ, რომ ჩილეში, ვერა რუბინის სახელობის ობსერვატორიაში მომუშავე ტელესკოპები და ჯეიმზ უების კოსმოსური ტელესკოპი გამოიყენონ. ეს გაზომვებიც გვიჩვენებს, მიკროტალღური ფონის მიხედვით მიღებული მონაცემები უფრო სწორია, ცეფეიდების, თუ გრავიტაციული ლინზირებით მიღებული, აფეთქებული ზეახალი ვარსკვლავის მრავალჯერადი გამოსახულებებით მიღებული. და როგორც ყოველთვის ხდება მეცნიერებაში – გადავჭრით თუ არა ერთ საკითხს, უფრო მეტი შეკითხვა ჩნდება.
დეტალური კვლევები 2023 წლის 11 მაისს გამოქვეყნდა.
წყარო: https://theconversation.com