a120
| 21 |
|---|
Σχετικά με τον νόμο του Hubble, χρησιμοποιείται ένα αέριο σύστημα που διαστέλλεται σύμφωνα με αυτόν τον νόμο: μια φυσαλίδα που εκπέμπεται από ένα αυτόνομο αναπνευστικό συσκευή (scaphandre). Όταν φτάνει στην επιφάνεια, η πίεση μειώνεται και η φυσαλίδα μεγαλώνει. Το μέγεθός της είναι ανάλογο με την αντίστροφη τιμή της πίεσης. Αν ένας παρατηρητής καθόταν σε ένα μόριο και παρατηρούσε τα άλλα, θα έπρεπε να διαπιστώσει, σε σχέση με τον εαυτό του, μια ταχύτητα διαφυγής ανάλογη με την απόσταση. Οι υποβρύχιες δραστηριότητες έχουν κάτι κοινό με την κοσμολογία.
Το σύμπαν assimilated με ένα διαστελλόμενο αέριο. Αλλά οι «καθαρές» τυχαίες κινήσεις, που αντιστοιχούν σε τοπικές τυρβώδεις ροές, εισάγουν ένα «θόρυβο» όταν κάποιος προσπαθεί να μετρήσει την ακτινική ταχύτητα, που αντιστοιχεί σε μια δεδομένη απόσταση d. Για παράδειγμα, όταν ο Hubble μέτρησε τις ακτινικές ταχύτητες γειτονικών γαλαξιών, όπως η Ανδρομέδα, που κινείται προς εμάς, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν συστελλόταν. Αλλά πρόκειται απλώς για ένα τοπικό φαινόμενο, οφειλόμενο σε τυχαίες ταχύτητες.
Στον αέρα που αναπνέετε, τα μόρια έχουν μια τυχαία ταχύτητα (θερμική ταχύτητα) κοντά στα 400 m/s (παρατηρήστε ότι είναι κοντά στην ταχύτητα του ήχου).
Ομοίως, οι τυχαίες ταχύτητες των γαλαξιών, μέσα στα σμήνη τους, κυμαίνονται μεταξύ 500 και 1000 km/s. Έτσι, για να αξιολογήσει σωστά την ταχύτητα διαφυγής, πρέπει να επιλέξει ένα δείγμα γαλαξιών αρκετά μακρινών ώστε η ακτινική τους ταχύτητα διαφυγής να ξεπερνά αυτή τη θερμική ταχύτητα.
Η μέτρηση της ακτινικής ταχύτητας είναι πολύ εύκολη και ακριβής: βασίζεται στην μετατόπιση προς το ερυθρό. Αλλά η δυσκολία έγκειται στην αξιολόγηση των αποστάσεων. Σε ποια απόσταση βρίσκονται αυτοί οι γαλαξίες σε σχέση με εμάς;
Ιστορικά, οι γαλαξίες ονομάζονταν αρχικά «νεφελώματα». Κάποιοι πίστευαν ότι βρίσκονταν μέσα στον Γαλαξία μας. Αλλά ο Hubble himself έλυσε αυτό το ερώτημα, εντοπίζοντας ένα κεφαείδα στην Ανδρομέδα, τοποθετημένη σε μια κοσμολογική απόσταση: περισσότερα από δύο εκατομμύρια έτη φωτός από εμάς.
Σε μεγάλες αποστάσεις, ήταν πολύ δύσκολο να απομονωθεί ένα κεφαείδα σε αυτές τις σκοτεινές περιοχές. Έτσι, η αξιολόγηση των αποστάσεων γινόταν θέμα εκτίμησης. Για χρόνια, ο προσδιορισμός της σταθεράς του Hubble ήταν αμφιλεγόμενος. Πολλοί ερευνητές tended towards values compatible with the 15 to 20 billion years of the oldest stars in our galaxy (from globular clusters). In the United States, the French astronomer de Vaucouleurs defended and argued in favor of different values.
Όλα τα βλέμματα ήταν στραμμένα στο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Το 1993, αυτό, με το μοναδικό και οξυμένο μάτι του, ανακάλυψε κεφαείδες σε πολύ μακρινούς γαλαξίες, που βρίσκονται σε απόσταση δέκα εκατομμυρίων ετών φωτός. Σε αυτή την απόσταση, οι τυχαίες ταχύτητες were essentially masked by the overall radial velocity.
— Τέλειο, είπαν οι αστρονόμοι. Θα λάβουμε μια ακριβή μέτρηση της σταθεράς του Hubble H₀!
Αλλά, γρήγορα, η περιπέτεια μετατράπηκε σε τραγωδία. Μεταξύ 1993 και 1994, οι μετρήσεις που πραγματοποίησε ο Hubble σε αυτούς τους γαλαξίες, σε απόσταση 48 και 55 εκατομμυρίων ετών φωτός, αποκάλυψαν ότι ήταν στην πραγματικότητα 40% πιο κοντά (σε σχέση με τις προηγούμενες εκτιμήσεις)! Έτσι, η ηλικία του σύμπαν became 40% shorter: in 1994, Nature mentioned an age of 8 to 9 billion years……
Ήταν νεότερο από τα ίδια του τα αστέρια. Άμεσα, οι αστροφυσικοί και οι κοσμολόγοι tried to save the old and good Standard Model and turned towards the cosmological constant, like firemen facing an intellectual cosmic fire, nervously searching for an extinguisher.
Αυτή η σταθερά was quickly pulled out of its mothball box and reactivated. On figure (108), you can observe the impact of this constant on the expansion.
(108)
Ορισμένοι αστροφυσικοί δήλωσαν:
— Αυτές οι νέες μετρήσεις, που πραγματοποιήθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, δεν είναι παρά μια μέθοδος κλιμάκωσης για τη κοσμολογική σταθερά. Τώρα, γνωρίζουμε την τιμή της!……
Λίγα χρόνια αργότερα, τι γίνεται με αυτό το πρόβλημα;
Δύο νέα γεγονότα: ο δορυφόρος Hipparcos πραγματοποίησε ακριβείς μετρήσεις μακρινών αστέρων με βάση την παράλλαξη. Στη συνέχεια, οι αστρονόμοι recalibrated the cepheids.
— Τα αντικείμενα είναι πιο μακριά από ό,τι νομούσαμε πριν. We have recalibrated this.
Η Ανδρομέδα was pushed away, from 2.5 billion to 3.5 billion light-years.
— Ουφφφ……
Η αξιολόγηση της ηλικίας των παλαιότερων αστέρων του Γαλαξία μας was also revised. Everybody did his best.
By the way, the model «universe interacting with a ghost universe» (see Geometrical Physics A) offers another interpretation of H₀ measurements, leading to an older universe.