Гравитационные волны уладят космическую головоломку

Измерения гравитационных волн от приблизительно 50 двойных нейтронных звезд в течение следующего десятилетия определенно разрешат интенсивные споры о том, как быстро расширяется наша Вселенная, согласно выводам международной команды, в которую входят Университетский колледж Лондона (UCL) и космологи Института Флатирон.

Космос расширяется на 13,8 миллиардов лет. Его нынешняя скорость расширения, известная как «постоянная Хаббла», дает время, прошедшее с момента Большого взрыва.

Однако два лучших метода измерения постоянной Хаббла имеют противоречивые результаты, что говорит о том, что наше понимание структуры и истории Вселенной — «стандартной космологической модели» — может быть неверным.

Исследование, опубликованное сегодня в Physical Review Letters , показывает, как новые независимые данные от гравитационных волн, испускаемых двойными нейтронными звездами, называемыми «стандартными сиренами», раз и навсегда преодолеют тупик между конфликтующими измерениями.

«Мы рассчитали, что, наблюдая за 50 двойными нейтронными звездами в течение следующего десятилетия, у нас будет достаточно данных о гравитационных волнах, чтобы независимо определить наилучшее измерение постоянной Хаббла», — сказал ведущий автор доктор Стивен Фини из Центра вычислительной астрофизики в Институт Флэтайрон в Нью-Йорке. «Мы должны быть в состоянии обнаружить достаточно слияний, чтобы ответить на этот вопрос в течение пяти-десяти лет».

Константа Хаббла, продукт работы Эдвина Хаббла и Жоржа Леметра в 1920-х годах, является одним из самых важных чисел в космологии. Константа «необходима для оценки искривления пространства и возраста вселенной, а также для изучения ее судьбы», — сказал соавтор исследования UCL, профессор физики и астрономии Хиранья Пейрис.

«Мы можем измерить постоянную Хаббла, используя два метода — один для наблюдения цефеидных звезд и сверхновых в локальной вселенной, а второй — для измерения космического фонового излучения ранней вселенной — но эти методы не дают одинаковых значений, что означает наша стандартная космологическая модель может быть ошибочной «.

Feeney, Peiris и коллеги разработали универсально применимый метод, который вычисляет, как данные гравитационных волн решат проблему.

Гравитационные волны испускаются, когда двойные нейтронные звезды вращаются навстречу друг другу, а затем сталкиваются в яркой вспышке света, которую можно обнаружить с помощью телескопов. Исследователи UCL участвовали в обнаружении первого света от гравитационно-волнового события в августе 2017 года.

Бинарные нейтронные звёзды редки, но они неоценимы в предоставлении другого пути для отслеживания расширения Вселенной. Гравитационные волны, которые они излучают, вызывают в пространстве-времени рябь, которая может быть обнаружена лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO) и экспериментами Девы, дающими точное измерение расстояния системы от Земли.

Путем дополнительного обнаружения света от сопровождающего взрыва астрономы могут определить скорость системы и, следовательно, вычислить постоянную Хаббла, используя закон Хаббла.

Для этого исследования исследователи смоделировали, сколько таких наблюдений потребуется, чтобы решить проблему точного измерения постоянной Хаббла.

«Это, в свою очередь, приведет к наиболее точной картине расширения Вселенной и поможет нам улучшить стандартную космологическую модель», — заключил профессор Пейрис.

Сайт источника https://phys.org/news/2019-02-gravitational-cosmic-conundrum.html

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...