gov-civil-vilareal.pt宇宙はどのくらいの速さで膨張していますか？答えはあなたがそれをどのように測定するかに依存します、そしてそれは問題です
>宇宙は膨張しています。
うわー、私はまだそれを書き留めることができるのが大好きです。それはとても素晴らしく、コンパクトで、単純な声明ですが、それでも私たちがそれらすべてを理解するまでに数十年かかるかもしれないほど深い意味を持っています。そして、私たちはそれがすでに一世紀の間真実であることを知っています。
しかし、それは本当です。 私たちはそれがそうであることを示す多くの独立した証拠を持っています。 これは、過去に宇宙が小さかったことを意味します。時計を約138億年遡ると、宇宙のすべてが1つの信じられないほど熱くて密度の高い場所に押し込まれていることがわかります。もう一度時計を進めると、宇宙の最初の瞬間であるビッグバンが得られます。
自然に発生する非常に重要な質問は次のとおりです。 速い 宇宙は膨張していますか？より遠くのオブジェクトがより速く私たちから遠ざかっていくことがわかったので、私たちは奇妙な単位を使用して拡張を説明します：距離あたりの速度。オブジェクトが後退する距離と速度も2倍になります。
天文学におけるこの数には、ハッブル定数という名前があります。エドウィンハッブルは20世紀初頭にそれを計算しようとしましたが、それ以来、私たちはそれを大幅に改良することができました。メガパーセクあたり毎秒約70キロメートルです（メガパーセク（Mpc）は100万パーセク（326万光年）です。比較すると、アンドロメダ銀河は私たちから1 Mpc弱離れています）。したがって、自由に膨張する宇宙では、1Mpc離れたオブジェクトが70km /秒であなたから離れます。 10 Mpc離れたオブジェクトは、700 km /秒で逃げます。
変だよね？しかし、ここで物事が得られます 本当 変。ハッブル定数を測定する方法はたくさんあります。 1つは、近くの銀河を見て、距離と速度の両方を測定することにより、ローカルでこれを行うことです。両方を測定する方法はたくさんあります（これについては後でもう少し詳しく説明します）。これを行うと、73 km / sec / Mpcのハッブル定数が得られます。
別の方法は、 早い 宇宙、非常に遠いもので。宇宙が形成されてから約375、000年後、 それは透明になるのに十分に拡大していました 。まだ暑かったのですが、今日は、残った熱が空全体に浸透しているのがわかります。宇宙が膨張し続けると、その熱は冷やされました（あなたはそれが火の玉からの光であったと考えることもできます 赤方偏移 宇宙が私たちから遠ざかるにつれて）。私たちは今、それをどこを見てもマイクロ波の連続的な輝きとして見ています。
その輝きを注意深く調べることで、当時の宇宙の状態について多くを学ぶことができます。ハッブル定数もそのように計算できます。計算すると、約67 km / sec / Mpcになります。
ええと。待って。これらの2つの数値は異なります。それは厄介です。
本当にそうです。そしてそれは悪化します。すべてのローカルメソッドはより高い数を取得し、すべての遠い初期の宇宙メソッドはより小さな数を取得します。それはまるで宇宙がそれ自身に同意しないかのようです。
それは、峡谷を渡る橋を両端から始めて、2つが真ん中で出会わないようにするようなものです。 M.C.エッシャーのドローイング「ベルヴェデーレ」を少し思い出させてくれます。それは意味がありません。
マデレイン・レングルによる時間のしわ
M. C. Escherの象徴的な「ベルヴェデーレ」は、遠近法が心を曲げて歪められている逆説的な建物です。クレジット： M.C.エッシャー
実際、これらの数値が最初に決定されたとき、測定の不確かさが高かったため、それほど遠くはありませんでした。しばらくの間、ハッブル定数が2倍以内になることを知りませんでした。しかし、測定値が良くなるにつれて、私たちはそれらが分裂するのを見始めました。
ここで物事が楽しくなります： 新しいプロジェクト 市内番号を特定しようとしています。それは、旧友で大学院生の同僚であるアダム・リース（ユニバーサル拡張が加速していることを知るのに尽力した）によって主導されました。 それ 1秒で—そして稼いでいます いくつかのまともな称賛 そのため）。彼らはハッブル宇宙望遠鏡を使用して、ケフェイド変光星と呼ばれる非常に特殊な種類の星を調べました。これらの星は時間の経過とともに膨張および収縮し、それらがそうであるように明るくなり、暗くなります。一世紀前、彼らが明るくなったり暗くなったりするのにかかる時間は、彼らが発するエネルギーの総量に関係していることが発見されました。
それは巨大です：それはあなたが彼らの周期を測定することができればあなたが彼らの光度を見つけることができることを意味します。そして、それらがどれだけ明るく見えるかを測定するだけなら、 あなたは彼らの距離を見つけることができます ！他の銀河にケフェイド変光星が見られるので、これは非常に重要です。つまり、これらの銀河までの距離を決定する方法が得られます。実際、1920年代にこれを使用して、近くの銀河までの距離を決定したのはハッブルのチームでした。
Riessのチームは見ました 私たち自身の天の川銀河の7つのケフェイド変光星で、それらがどれほど明るいかだけでなく、それらの視差、地球が太陽の周りを移動するときのそれらの見かけの位置の変化も測定しました（詳細については、私は見ることをお勧めします 「クラッシュコース天文学：距離」 ？）。数年にわたってこのシフトを測定することにより、彼らは得ることができます 非常に これらの星の正確な距離。
もう1つの利点は、ハッブルを使用して他の銀河でこれらのセファイドを観測することです。これにより、すべての観測が均等になります。異なる天文台を使用すると、すべての一貫性を保つのが難しくなります。
ハッブルを使用して観測されたケフェイド変光星の1つであるSVulpeculae。その距離は地球から10,124光年であることがわかりました。他のマークされた星は、距離測定を較正するために使用されました。クレジット： Riess etal。
したがって、この新しい作業により、約5,500〜12,000光年離れたこれらの天の川セファイドまでの距離測定を強化することができました。これらのより良い測定値を使用して、銀河系外のケフェイドまでの距離をブートストラップすると、リースのチームは、ハッブル定数のローカル値が73.48±1.66 km / sec / Mpcであり、古い値から約4％変化することを発見しました。
しかし、もっと重要なのは、実際には、彼らが 不確実性 その値では、この値がより正確であると私たちが考えることを意味します。つまり、初期の宇宙測定を使用して見つかった低い値が実際に は 違う。測定値が不安定なだけではありません。宇宙は本当に当時は物事が異なっていたと言っています。これが偶然または現実ではない何かによるものである確率は、4,600人に約1人です。私はその賭けをします。これは本物です。
これはどういう意味ですか？一言で言えば、それは宇宙が以前よりも急速に拡大しているように見えることを意味します。明確にするために、 私たちはこれをすでに知っていました ：天文学者は、ユニバーサル膨張が1998年に加速していることを発見しました（リースはこれを見つけた2つの独立したチームの1つにいました）。しかし、これらの新しい結果は、加速が私たちが思っていたよりもさらに高いことを示しているようです。
これはハッブルウルトラディープフィールドであり、そこに見えるほとんどすべてのものは、数十億光年離れた遠方の銀河です。クレジット： NASA、ESA、H。Teplitz、M。Rafelski（IPAC / Caltech）、A。Koekemoer（STScI）、R。Windhorst（アリゾナ州立大学）、Z。Levay（STScI）
では、何をしますか それ 平均？それは良い質問です。考えられる答えが多すぎる質問です。加速の背後にある奇妙な実体であるダークエネルギーが予想よりも強い可能性があります。おそらくそれは時間とともに成長します。それはしばらくの間投げられてきたアイデアです。問題は、私たちは一体何のダークエネルギーがわからないということです は 、それが何でできているか、またはそれがどのように動作するか。これらの新しい観察が役立つ可能性があります。
しかし、それはまだ何か他のものかもしれません。 暗黒物質 これにも影響します。通常の物質や光ではうまく機能しないと私たちが考えるある種の物質は、直接見ることは不可能です。それは宇宙で通常の物質を5倍上回っています、そして私達はそれがそこにあることを知っています。しかし、それが通常の物質と少しだけ相互作用するなど、何らかの異常な方法で動作する場合、それは宇宙自体が時間とともにどのように進化するかを変える可能性があります。
つまりね： わからない 。これはすべてかなり新しいものであり、私たちの機器と理論を限界まで押し上げています。これがまだ釘付けになっている理由です。覚えておいてください、私たちは約100年前から他の銀河があったこと、そして過去20年間で拡大が加速していることを知っていました。私たちはこれを理解し始めたばかりです。
しかし、これについての私のお気に入りの部分は、私たちが 意思 それを理解します。それが人間がすることです。それが科学が行うことです。宇宙はかなり不可解な場所であり、私たちの脳はそれを熟考するのに快適になるように実際には進化していません。しかし、それが私たちが理解するのを助けるために私たちが科学を持っている理由です。それを数学、工学、そして私たちの止められない、飽くなき好奇心と組み合わせると、宇宙自体でさえ私たちにその秘密をもたらすでしょう。
宇宙は毎日急速に膨張していますが、それを破壊する私たちの能力もそうです。追いつきます。
