„Hubble–Lemaître-törvény” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat]

← Régebbi szerkesztés Újabb szerkesztés →

Tartalom törölve Tartalom hozzáadva

Sorban

A lap 2013. október 27., 21:39-kori változata

Edwin Powell Hubble amerikai csillagász 1929-ben figyelte meg, hogy minél távolabb van tőlünk egy galaxis, annál nagyobb a vöröseltolódása, azaz annál nagyobb sebességgel látszik távolodni. A Hubble-törvény^[1] szerint a galaxisok távolodási sebessége (v) arányos a távolságukkal (r):

v=Hr

ahol H a Hubble-állandó. Értéke a Hubble űrtávcső 2009-es mérései szerint 74,2±3,6 km/s/Mpc.^[2]

A Hubble-állandót szokás Hubble-paraméternek is nevezni, mivel értéke szigorúan véve nem állandó, hanem a feltételezések szerint az idővel változik az univerzum gravitációban részvevő összetevőinek hatására.

Története

2001-re a Hubble-állandó értékét a Hubble nevét viselő űrtávcső mérései révén kb. 10% pontossággal sikerült megállapítani (72,0±8,0 km/s/Mpc). Ehhez a cefeida típusú pulzáló változócsillagok vizsgálatára volt szükség. A cefeidák pulzációs periódusa jól leírható módon függ a csillagok abszolút fényességétől - ez pedig a látszó fényesség ismeretében (megbecsülve a csillagközi fénygyengülés mértékét) lehetővé teszi a távolságbecslést.

1998-ban két amerikai kutatócsoport (a Perlmutter vezette Supernova Cosmology Project, illetve a Schmidt és Riess által vezetett High-z Supernova Search Team) kutatásai során kiderült, hogy távoli szupernóvák vizsgálatai alapján az Univerzum gyorsulva tágul, amit egy ismeretlen eredetű, a gravitációs vonzóerővel ellentétes hatású „erőhatás” létéhez kötöttek (ez a sötét energia)^[3]. Ez azt is jelenti, hogy a Hubble-állandó értéke időben másképp változik mint eddig feltételezték, ugyanakkor a kozmológiai modellek kiszámításánál továbbra is fontos paraméter maradt.

A mikrohullámú háttérsugárzás fluktuációit vizsgáló WMAP űrszonda eredményei szerint a H₀ = 70,8 km/s/Mpc, a hibahatár pedig 1,6 vagy 4,0 km/s/Mpc (attól függően, hogy síknak vagy görbültnek vesszük-e az Univerzum geometriáját). Ez már pontosabb eredmény, ugyanakkor modellfüggő.

Az A. Riess (STScI / Johns Hopkins University) vezette kutatócsoport 2009. május 7-én jelentette be egy pontosabb eredményt (Dr. Riess egyike volt azon kutatóknak, akik 11 évvel ezelőtt felfedték a gyorsuló tágulást). A kutatók ismét a Hubble űrtávcső képességeit vették igénybe, egy három lépcsős megfigyelési program során. A tudósok első lépésben ezúttal is cefeidák periódus-fényesség relációját használták fel (hét galaxis összesen 240 cefeida csillaga esetében) - azonban nem a látható fény, hanem a közeli infravörös sugárzás tartományában (az elmúlt években ugyanis kiderült, hogy utóbbi hullámhossztartományban kisebb hibafaktorokkal érvényes ez az összefüggés). A hét galaxis egyike, az NGC 4258 távolsága rádiócsillagászati mérések révén jól ismert, így megfelelő beállítási pontként szolgált. A további hat galaxisban pedig - a cefeidák mellett - Ia típusú szupernóvák is találhatóak, melyek szintén fontos objektumok az extragalaktikus távolságbecslések során. Második lépésként a kétféle távolságmérési eljárás eredményeit hasonlították össze az említett hat galaxis esetében.

A Hubble állandóra vonatkozó mérési módszerek és hibáik

Végül az Ia típusú szupernóvák újrakalibrált távolságbecslési metódusát használták fel távoli, szintén ilyen szupernóvákat tartalmazó galaxisok vizsgálatánál. Ezeket a szupernóvákat korábban ún. standard távolságmérési objektumokként tartották számon, mivel mindig azonos jellegű folyamat - egy kettős rendszerben lévő fehér törpecsillag adott tömeghatárnál történő összeomlása - hozza létre őket. Bár ez az elképzelés az utóbbi pár évben jóval árnyaltabb lett, megfelelően alapos kalibrációs lépések elvégzése árán az Ia-típusú szupernóvák továbbra is az egyik legjobb lehetőséget jelentik a távoli galaxisok távolságmérésére.

Riess és csoportja végül 74,3±2,1 km/s/Mpc-es értéket állapított meg a H₀-ra. Ez egyrészt 5 százalékos pontosságnál is jobb becslés, másrészt összhangban van a sötét energia létét feltételező, egyéb mérési eljárások során kapott számokkal. A hibahatárok szűkítése egyrészt annak köszönhető, hogy különböző objektumok távolságai alapján kalibrált módszert használtak, másrészt annak, hogy az összes mérést ugyanazon távcső ill. detektoregyüttes végezte. A kutatók következő célkitűzése, hogy egy százalék alá szorítsák a Hubble-állandó értékének bizonytalanságát - tovább pontosítva ez által a kozmológiai modelleket, valamint szűkítve a sötét energia magyarázataként szóba jöhető lehetőségek listáját.

A. Riess és munkatársai két cikkben mutatták be eredményeiket az Astrophysical Journal c. folyóiratban.

Eltérő magyarázatok

Ugyanakkor van olyan elmélet is, amely a Hubble törvényt a "klasszikus fizikával" - az általános árapály hatásaként* magyarázza. Ami azért érdekes, mert az égitestek és az univerzum forgási és keringési impulzusmomentumainak átrendeződésével a sötét anyagok (tömegek) feltételezése nélkül is megmagyarázható azok távolodása, vagy közeledése! Ebben az elméletben a Hubble állandó nem általános együttható, hanem különféle paraméterekből számítható, egyedi érték, amivel kis pontossága, eltérő értékei megmagyarázhatók. Az így megfogalmazott Hubble törvény pedig nem csak a távoli, hanem bármely égi objektumra (pld. a Föld-Hold relációra) is érvényes.^[4]

Források

↑ Timothy Ferris: A világmindenség. Mai kozmológiai elméletek. 46-47. old. Typotex Kiadó, 2006. ISBN 963-9548-33-2
↑ Szalai, Tamás: Pontosították az Univerzum tágulását leíró Hubble-állandót. Hírek.csillagászat.hu, 2009. május 11. (Hozzáférés: 2009. május 11.)
↑ A két kutatócsoport vezetőit 2006-ban a csillagászati Shaw-díjjal, 2011-ben pedig a megosztott fizikai Nobel-díjal tüntették ki
↑ Forrai György: Árapály szemelvények

Külső hivatkozások

Refined Hubble Constant Narrows Possible Explanations for Dark Energy (angol nyelven), 2009. május 7. (Hozzáférés: 2009. május 11.)
Pontosították az Univerzum tágulását leíró Hubble-állandót, Szerző: Szalai Tamás, 2009. május 11.

Lásd még

Csillagászatportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[1] Timothy Ferris: A világmindenség. Mai kozmológiai elméletek. 46-47. old. Typotex Kiadó, 2006. ISBN 963-9548-33-2

[2] Szalai, Tamás: Pontosították az Univerzum tágulását leíró Hubble-állandót. Hírek.csillagászat.hu, 2009. május 11. (Hozzáférés: 2009. május 11.)

[3] A két kutatócsoport vezetőit 2006-ban a csillagászati Shaw-díjjal, 2011-ben pedig a megosztott fizikai Nobel-díjal tüntették ki

[4] Forrai György: Árapály szemelvények

[1]

[2]

[3]

[4]

@@ 6. sor: / 6. sor: @@
 {{cite web|url=http://hirek.csillagaszat.hu/univerzum_szerkezete/20090511_hubble_allando.html|title=Pontosították az Univerzum tágulását leíró Hubble-állandót|last=Szalai |first=Tamás |date=2009-05-11|publisher=[http://hirek.csillagaszat.hu/ Hírek.csillagászat.hu]|accessdate=2009-05-11}}
 </ref>
+A Hubble-állandót szokás Hubble-paraméternek is nevezni, mivel értéke szigorúan véve nem állandó, hanem a feltételezések szerint az idővel változik az univerzum gravitációban részvevő összetevőinek hatására.
 == Története ==
 -re a Hubble-állandó értékét a [[Hubble űrtávcső|Hubble nevét viselő űrtávcső]] mérései révén kb. 10% pontossággal sikerült megállapítani (72,0±8,0&nbsp;km/s/Mpc). Ehhez a [[cefeida]] típusú pulzáló [[változócsillag]]ok vizsgálatára volt szükség. A cefeidák pulzációs periódusa jól leírható módon függ a csillagok [[abszolút fényesség]]étől - ez pedig a [[látszó fényesség]] ismeretében (megbecsülve a csillagközi fénygyengülés mértékét) lehetővé teszi a távolságbecslést.
--ban két amerikai kutatócsoport (a [[Saul Perlmutter|Perlmutter]] vezette ''Supernova Cosmology Project'', illetve a [[Brian P. Schmidt|Schmidt]] és [[Adam Riess|Riess]] által vezetett ''High-z Supernova Search Team'') kutatásai során kiderült, hogy távoli [[szupernóva|szupernóvák]] vizsgálatai alapján az [[Univerzum]] gyorsulva tágul, amit egy ismeretlen eredetű, a [[gravitáció]]s vonzóerővel ellentétes hatású „erőhatás” létéhez kötöttek (ez a [[sötét energia]])<ref>A két kutatócsoport vezetőit 2006-ban a csillagászati Shaw-díjjal, 2011-ben pedig a megosztott [[fizikai Nobel-díj]]al tüntették ki</ref>. Ez azt is jelenti, hogy a Hubble-állandó értéke időben változik, s így nem tekinthető igazi konstansnak (a nagyon közeli illetve nagyon távoli [[galaxis]]ok vizsgálatánál semmiképp) - ugyanakkor a [[kozmológiai modell]]ek kiszámításánál továbbra is fontos paraméter maradt.
+-ban két amerikai kutatócsoport (a [[Saul Perlmutter|Perlmutter]] vezette ''Supernova Cosmology Project'', illetve a [[Brian P. Schmidt|Schmidt]] és [[Adam Riess|Riess]] által vezetett ''High-z Supernova Search Team'') kutatásai során kiderült, hogy távoli [[szupernóva|szupernóvák]] vizsgálatai alapján az [[Univerzum]] gyorsulva tágul, amit egy ismeretlen eredetű, a [[gravitáció]]s vonzóerővel ellentétes hatású „erőhatás” létéhez kötöttek (ez a [[sötét energia]])<ref>A két kutatócsoport vezetőit 2006-ban a csillagászati Shaw-díjjal, 2011-ben pedig a megosztott [[fizikai Nobel-díj]]al tüntették ki</ref>. Ez azt is jelenti, hogy a Hubble-állandó értéke időben másképp változik mint eddig feltételezték, ugyanakkor a [[kozmológiai modell]]ek kiszámításánál továbbra is fontos paraméter maradt.
 A [[mikrohullámú háttérsugárzás]] fluktuációit vizsgáló [[WMAP űrszonda]] eredményei szerint a H<sub>0</sub> = 70,8&nbsp;km/s/Mpc, a hibahatár pedig 1,6 vagy 4,0&nbsp;km/s/Mpc (attól függően, hogy síknak vagy görbültnek vesszük-e az Univerzum geometriáját). Ez már pontosabb eredmény, ugyanakkor modellfüggő.