a120
| 21 |
|---|
بالنسبة لقانون هابل، يستخدم نظام غازي يتوسع وفقًا لهذا القانون: فقاعات تُطلقها أجهزة التنفس تحت الماء. عندما تصل إلى السطح، تنخفض الضغطة وتمتد هذه الفقاعات. حجمها يتناسب مع معكوس الضغط. إذا كان مراقب جالسًا على جزيئة ويراقب الأخرى، يجب أن يلاحظ، بالنسبة له، سرعة هروب متناسبة مع المسافة. توجد علاقة بين الأنشطة تحت الماء والكونيات.
يُعتبر الكون مماثلًا لغاز يتوسع. لكن الحركات "الفردية" العشوائية، والتي تتوافق مع الاضطرابات المحلية، تُدخل "ضوضاء" عند محاولة قياس السرعة الشعاعية، والتي تتوافق مع مسافة معينة d. على سبيل المثال، عندما قام هابل بقياس السرعات الشعاعية للثدييات المجاورة، مثل أندروميدا، التي تتحرك نحونا، استنتج أن الكون في انكماش. ولكن كان ذلك مجرد تأثير محلي ناتج عن السرعات العشوائية.
في الهواء الذي تتنفسه، تتحرك الجزيئات بسرعة عشوائية (سرعة حرارية) تبلغ حوالي 400 م/ث (لاحظ أن هذه السرعة قريبة من سرعة الصوت).
بالمثل، تقع السرعات العشوائية للثدييات، داخل مجموعاتها، بين 500 إلى 1000 كم/ث. لذلك، لتقدير سرعة الهروب بشكل صحيح، يجب اختيار عينة من الثدييات كافية المسافة بحيث تتجاوز سرعة الهروب الشعاعية هذه السرعة الحرارية.
قياس السرعة الشعاعية سهل ودقيق للغاية: يعتمد على الانزياح الأحمر. لكن الصعوبة تكمن في تقييم المسافات. كم تبعد هذه الثدييات عنا؟
تاريخيًا، كانت الثدييات تُسمى أولًا "الضبابيات". اعتقد بعض الناس أنها تقع داخل درب التبانة. لكن هابل نفسه أجاب عن هذا السؤال من خلال تحديد قياسية في أندروميدا، وضعت على مسافة كونية: أكثر من مليوني سنة ضوئية بعيدًا عنا.
في المسافات الكبيرة، كان من الصعب للغاية عزل قياسية في هذه المناطق المظلمة. لذلك، أصبح تقييم المسافات قضية رأي. طوال السنوات، كان تقييم ثابت هابل مثيرًا للجدل. اتجه العديد من الباحثين نحو قيم متوافقة مع 15 إلى 20 مليار سنة لأشباه النجوم الأقدم في مجموعتنا (التي تأتي من الكتل الكروية). في الولايات المتحدة، قام الفلكي الفرنسي فوكولوورس بدعم وتقديم أدلة لقيم مختلفة.
كان كل الانتباه مركزًا على تلسكوب هابل الفضائي. في عام 1993، اكتشف هذا التلسكوب، بعينه الحادة، قياسيات في ثدييات بعيدة جدًا، تقع على مسافة عشرة ملايين سنة ضوئية. في هذه المسافة، كانت السرعات العشوائية مخفية بشكل أساسي بواسطة السرعة الشعاعية العامة.
- رائع، قال الفلكيون. سنحصل على قياس دقيق لثابت هابل H₀!
لكن، بسرعة، تحولت المغامرة إلى كارثة. بين عامي 1993 و1994، أظهرت قياسات هابل لثدييات تبعد 48 و55 مليون سنة ضوئية أنها كانت أقرب بنسبة 40% (مقارنة بتقديرات المسافات السابقة)! لذلك، أصبح عمر الكون أقصر بنسبة 40%: في عام 1994، ذكرت مجلة "نيتشر" عمرًا يتراوح بين 8 إلى 9 مليارات سنة...
كان أصغر من نجومه الخاصة. فورًا، حاول الفيزيائيون الفلكيون والكونيات إنقاذ النموذج القياسي القديم والجيد، واتجهوا فورًا نحو الثابت الكوني، كرجال إطفاء مواجهين حريقًا كونيًا فكريًا، يبحثون بقلق عن مطفأة.
تم سحب هذا الثابت بسرعة من علبة النفتالين وتفعيله مجددًا. في الشكل (108)، يمكنك ملاحظة تأثير هذا الثابت على التوسع.
(108)
قال بعض الفيزيائيين الفلكيين:
- هذه القياسات الجديدة، التي قام بها تلسكوب هابل الفضائي، لا تُعد سوى طريقة لقياس الثابت الكوني. الآن، نعرف قيمته!...
بعد بضع سنوات، ماذا حدث مع هذا المشكل؟
حالتان جديدتان: قام القمر الصناعي هيبارкос بقياسات دقيقة للنجوم البعيدة بناءً على الانزياح. ثم قام الفلكيون بإعادة تعيين قياسيات.
- الأشياء أبعد من ما كنا نعتقد من قبل. قمنا بإعادة تعيين ذلك.
تم دفع أندروميدا بعيدًا، من 2.5 مليار إلى 3.5 مليار سنة ضوئية.
- أه...
تم أيضًا مراجعة تقييم عمر أقدم نجوم مجموعتنا. قام الجميع بأفضل ما يمكنهم.
بالمقابل، نموذج "الكون المتفاعل مع كون خيالي" (انظر الفيزياء الهندسية أ) يقدم تفسيرًا مختلفًا لقياسات H₀، مما يؤدي إلى كون أقدم.
النسخة الأصلية (الإنجليزية)
a120
| 21 |
|---|
About the Hubble's law they use a gas system which expands according to this law : a bubble emitted by an aqualung. When it reaches surface, the pressure becomes smaller and this bubble expands.Its size is proportional to the inverse of the pressure. If some observer was sitting on a molecule and observed the other, they should own, with respect to this observer, an escape velocity propotional to distance. Subaquatic activities has something to do with cosmology.
Universe is assimilated to an expanding gas. But random "proper move", corresponding to local turbulence, introduces a "noise" when one wants to measure the radial velocity, corresponding to a given distance d. For example, when Hubble measured the radial velocities of neighbouring galaxies, like Andromeda, which moves towards us, he concluded that the universe was shrinking. But it was just a local artifact, due to random velocities.
In the air you breath molecules have a random (thermal velocity) close to 400 m/s ( notice it is close to the sonic velocity).
Similarly the random velocities of galaxies, in their clusters, lies between 500 to 1000 km/s. So that if one wants to evaluate correctly the escape velocity, he has to choose a sample of galaxies far enough to have a radial escape velocity higher than this thermal velocity.
The mesurement of radial velocity is very easy and accurate. It is based on the red shift. But the difficulty is to evaluate the distances. How far are theses galaxies from us ?
Historically, the galaxies were first called "nebulae". Some people thought they were located inside our milky way. But Hubble himself answered this question, finding a cepheid in Andromeda, which was pushed at cosmological distant : more than two millions light-years far from us.
At large distances it was very difficult to isolate a cepheid in these gloomy spots.Then , the distance evaluation was a question of opinion. During years the evaluation of the Hubble's constant was controversial. Many tended to values which fit the 15-20 billions years of the oldest stars of our galaxies (from globular clusters). In US, the French astronomer de Vaucouleurs argued and tended to have different values.
All the eyes were fixed on the space telescope Hubble. In 1993 this one, with its sharp single eye, discovered cepheids in very distant galaxies, located at ten million light years. At such distance the random velocities were basically masked by the general radial velocity.
- Great, said the astronomers. We will have an accurate measure of the Hubble's constant Ho !
But, rapidly, the adventure transformed into a tragedy. From 1993 to 1994, Hubble's measurement of these galaxies, 48 and 55 light years distant, were 40 % found closer by (with respect to oldest distance evaluations) ! So that the age of the Universe became 40 % shorter. In 1994 Nature talked of 8-9 billion years......
He was younger than its own stars. Immediatly the astrophysicist and cosmologists tried to save the old good Standard Model and turned immediatly towards the cosmological constants, like firemen, facing a an intellectual cosmic fire, searching nervously for an extinguisher.
This constant was rapidly pulled out of its naphtalene and reactivated. On the figure (108) you can see the impact of this constant on the expansion.
(108)
Some astrophysicist said :
- These new measurements, performed by Hubble space telescope, is nothing but a method to scale the cosomological constant. Now, we know its value !....
Few years later, what about this problem.
Two new facts : The satellite Hipparcos had performed accurate measurements on distants stars, based on parallax. Then astronomers changed the cepheid calibration.
- The objects are farther than we thought before. We have recalibrated than.
Andromeda was pushed away, from 2.5 billions years to 3.5 billions years.
- Wouffff.....
The evaluation of the age of the oldest stars of our galaxy was revised too. Everybody did his best.
By the way, the model "universe interacting with a ghost universe" (see Geometrical physics A) gives another decoding of Ho's measurements, giving an oldest universe.