a120
| 21 |
|---|
Wat de wet van Hubble betreft, gebruikt men een gassysteem dat volgens deze wet uitzet: een bel die door een aqualong wordt uitgezonden. Wanneer zij het oppervlak bereikt, neemt de druk af en deze bel zet uit. Haar grootte is evenredig met de inverse van de druk. Als een waarnemer op een molecuul zat en de andere observeerde, zou hij ten opzichte van zichzelf een ontsnappingssnelheid moeten vaststellen die evenredig is met de afstand. Onderwateractiviteiten hebben iets met kosmologie te maken.
Het universum wordt gelijkgesteld met een uitzettend gas. Maar willekeurige "eigen bewegingen", die overeenkomen met lokale turbulenties, introduceren een "ruis" wanneer men de radiale snelheid wil meten, overeenkomend met een gegeven afstand d. Toen Hubble bijvoorbeeld de radiale snelheden van naburige sterrenstelsels mat, zoals Andromeda, dat naar ons toe beweegt, concludeerde hij dat het universum samentrok. Maar het ging eenvoudig om een lokaal effect als gevolg van willekeurige snelheden.
In de lucht die u inademt, hebben de moleculen een willekeurige (thermische) snelheid van bijna 400 m/s (merk op dat deze dicht bij de geluidssnelheid ligt).
Evenzo liggen de willekeurige snelheden van sterrenstelsels, binnen hun clusters, tussen 500 en 1000 km/s. Om de ontsnappingssnelheid correct te kunnen beoordelen, moet men dus een monster van sterrenstelsels kiezen die ver genoeg verwijderd zijn opdat hun radiale ontsnappingssnelheid deze thermische snelheid overschrijdt.
De meting van de radiale snelheid is zeer eenvoudig en nauwkeurig: zij berust op de roodverschuiving. Maar de moeilijkheid ligt in de beoordeling van de afstanden. Hoe ver bevinden deze sterrenstelsels zich van ons?
Historisch werden de sterrenstelsels eerst "nevels" genoemd. Sommigen dachten dat zij zich binnen onze Melkweg bevonden. Maar Hubble zelf heeft deze kwestie opgelost door een cepheïde in Andromeda te identificeren, op een kosmologische afstand: meer dan twee miljoen lichtjaar van ons.
Op grote afstanden was het zeer moeilijk om een cepheïde in deze donkere gebieden te isoleren. Zo werd de beoordeling van de afstanden een kwestie van appreciatie. Jarenlang was de bepaling van de Hubble-constante omstreden. Velen neigden naar waarden die verenigbaar waren met de 15 tot 20 miljard jaar van de oudste sterren van onze melkweg (afkomstig uit bolvormige sterrenhopen). In de Verenigde Staten verdedigde en beargumenteerde de Franse astronoom de Vaucouleurs andere waarden.
Alle blikken waren gericht op de ruimtetelescoop Hubble. In 1993 ontdekte deze, met zijn unieke en doordringende oog, cepheïden in zeer verre sterrenstelsels, op tien miljoen lichtjaar afstand. Op die afstand werden de willekeurige snelheden in wezen gemaskeerd door de globale radiale snelheid.
— Geweldig, zeiden de astronomen. We zullen een nauwkeurige meting van de Hubble-constante H₀ verkrijgen!
Maar al snel veranderde het avontuur in een tragedie. Tussen 1993 en 1994 onthulden de metingen die Hubble aan deze sterrenstelsels, op 48 en 55 miljoen lichtjaar afstand, verrichtte, dat zij in werkelijkheid 40 % dichterbij waren (ten opzichte van eerdere schattingen)! Zo werd de leeftijd van het universum 40 % korter: in 1994 sprak Nature over een leeftijd van 8 tot 9 miljard jaar……
Het was jonger dan zijn eigen sterren. Onmiddellijk probeerden de astrofysici en kosmologen het oude en goede Standaardmodel te redden en wendden zich tot de kosmologische constante, als brandweerlieden bij een intellectuele kosmische brand, nerveus op zoek naar een blusapparaat.
Deze constante werd snel uit haar mottenballen gehaald en gereactiveerd. Op de figuur (108) kunt u de impact van deze constante op de expansie waarnemen.
(108)
Sommige astrofysici verklaarden:
— Deze nieuwe metingen, verricht door de ruimtetelescoop Hubble, vormen niets anders dan een schaalmethode voor de kosmologische constante. Voortaan kennen we haar waarde!……
Enkele jaren later, wat wordt er van dit probleem?
Twee nieuwe feiten: de satelliet Hipparcos heeft nauwkeurige metingen van verre sterren verricht op basis van de parallax. Vervolgens hebben de astronomen de cepheïden opnieuw gekalibreerd.
— De objecten zijn verder verwijderd dan we vroeger dachten. We hebben dat opnieuw gekalibreerd.
Andromeda werd weggeschoven, van 2,5 miljard naar 3,5 miljard lichtjaar.
— Oef……
De beoordeling van de leeftijd van de oudste sterren van onze melkweg werd eveneens herzien. Iedereen heeft zijn best gedaan.
Terloops biedt het model "universum dat interactie heeft met een spookuniversum" (zie Geometrische fysica A) een andere interpretatie van de metingen van H₀, wat leidt tot een ouder universum.
Originele versie (Engels)
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.