| 21 |
О законе Хаббла они используют газовую систему, которая расширяется
согласно этому закону: пузырёк, выпущенный аквалангом. Когда он достигает поверхности,
давление становится меньше, и этот пузырёк расширяется. Его размер пропорционален
обратной величине давления. Если бы какой-нибудь наблюдатель сидел на молекуле и
наблюдал за другой, они должны были бы обладать относительно этого наблюдателя
скоростью убегания, пропорциональной расстоянию. Подводные занятия имеют кое-что
общее с космологией.
Вселенная уподобляется расширяющемуся газу. Но случайное
«собственное движение», соответствующее локальной турбулентности, вносит «шум», когда
хотят измерить радиальную скорость, соответствующую заданному расстоянию
d. Например, когда Хаббл измерял радиальные скорости соседних
галактик, таких как Андромеда, которая движется к нам, он заключил, что вселенная
сжимается. Но это был всего лишь локальный артефакт, обусловленный случайными скоростями.
В воздухе, которым вы дышите, молекулы имеют случайную (тепловую
скорость) около 400 м/с (заметьте, она близка к скорости звука).
Аналогично случайные скорости галактик в их
скоплениях лежат между 500 и 1000 км/с. Так что если хотят правильно оценить
скорость убегания, нужно выбрать выборку галактик достаточно далёких,
чтобы радиальная скорость убегания была выше этой тепловой скорости.
Измерение радиальной скорости очень легко и точно.
Оно основано на красном смещении. Но трудность в оценке расстояний.
Как далеки эти галактики от нас?
Исторически галактики сначала называли «туманностями».
Некоторые думали, что они находятся внутри нашего Млечного Пути. Но сам Хаббл
ответил на этот вопрос, найдя цефеиду в Андромеде, которая была отодвинута на
космологическое расстояние: более двух миллионов световых лет от нас.
На больших расстояниях было очень трудно выделить
цефеиду в этих тусклых пятнах. Тогда оценка расстояния была вопросом
мнения. Годами оценка постоянной Хаббла была спорной.
Многие склонялись к значениям, которые соответствовали 15–20 миллиардам лет самых старых звёзд
наших галактик (из шаровых скоплений). В США французский астроном де
Вокулёр спорил и склонялся к иным значениям.
Все взгляды были прикованы к космическому телескопу Хаббл.
В 1993 году этот телескоп своим острым единственным оком обнаружил цефеиды в очень далёких
галактиках, расположенных в десяти миллионах световых лет. На таком расстоянии случайные
скорости в основном маскировались общей радиальной скоростью.
— Отлично, сказали астрономы. Мы получим точное
измерение постоянной Хаббла Ho!
Но быстро приключение превратилось в трагедию.
С 1993 по 1994 год измерения Хаббла для этих галактик, удалённых на 48 и 55 миллионов световых
лет, оказались на 40 % ближе (по отношению к самым старым оценкам
расстояний)! Так что возраст Вселенной стал на 40 % короче. В 1994 году
Nature говорила о 8–9 миллиардах лет......
Он был моложе своих собственных звёзд. Тотчас астрофизики
и космологи попытались спасти старую добрую Стандартную модель и немедленно
обратились к космологической постоянной, как пожарные, столкнувшись с
интеллектуальным космическим пожаром, нервно ища огнетушитель.
Эту постоянную быстро вытащили из нафталина
и реактивировали. На рисунке (108) вы можете видеть воздействие этой постоянной
на расширение.
(108)
Некоторые астрофизики говорили:
— Эти новые измерения, выполненные космическим телескопом Хаббл,
суть не что иное, как метод определения масштаба космологической постоянной. Теперь мы знаем
её значение!....
Несколько лет спустя — что с этой проблемой.
Два новых факта: спутник Hipparcos выполнил
точные измерения далёких звёзд на основе параллакса. Затем астрономы
изменили калибровку цефеид.
— Объекты дальше, чем мы думали раньше. Мы
перекалибровали их.
Андромеду отодвинули с 2,5 миллиардов лет до
3,5 миллиардов лет.
— Уффффф.....
Оценка возраста самых старых звёзд нашей галактики
тоже была пересмотрена. Каждый сделал всё, что мог.
Кстати, модель «вселенная, взаимодействующая с призрачной
вселенной» (см. Геометрическая физика A) даёт другую расшифровку измерений Ho,
давая более старую вселенную.
