כוכבי נויטרון צורחים בגלים של חלל כשהם מתים, ואסטרונומים תיארו תוכנית להשתמש בייסורי הכבידה שלהם כדי להתחקות אחר ההיסטוריה של היקום. הצטרפו אלינו כשאנחנו חוקרים כיצד להפוך את הכאב שלהם לרווח הקוסמולוגי שלנו.
קוסמולוגים אובססיביים בסטנדרטים. הסיבה לאובססיה זו נשענת בניסיונותיהם העמלניים למדוד מרחקים קיצוניים ביקום שלנו. הביטו בכוכב או בגלקסיה אקראית. כמה רחוק זה? האם הוא קרוב יותר או רחוק יותר מכוכב או גלקסיה שלידו? מה אם האחד בהיר יותר או עמום יותר מהשני?
זהו מצב די חסר סיכוי, אלא אם כן הקוסמוס מפוזר בדברים סטנדרטיים - חפצים עם תכונות ידועות. דמיין אם נורות 100 ואט או מקלות מטר זרקו את היקום. אם היינו יכולים לראות נורות או מקלות מטר אלה, היינו יכולים להשוות איךהם מסתכלים עלינו כאן על כדור הארץ למה שאנחנויודע הם נראים מקרוב ואישיים. אם אנו רואים נורה ביקום, ונדע שהיא אמורה להיות באותה בהירות כמו נורה רגילה של 100 וואט, אנו יכולים לעשות טריגונומטריה בכדי להפיל את המרחק לנורה ההיא. אותו דבר עבור המקל: אם אנו רואים מקל אקראי מרחף סביבו, ונדע שהוא אמור להיות באורך מטר בדיוק, נוכל להשוות את אורכו בשדה הראייה שלנו ומתמטיקה למרחק אליו.
כמובן שנורות נורות ומקלות מטר יעשו בדיקות קוסמולוגיות מחורבנות, מכיוון שהן מעורפלות וקטנות. לצורך עבודה רצינית אנו זקוקים לדברים בהירים, דברים גדולים ודברים משותפים. ויש מעטים יקרים מסטנדרטים אלה ביקום: סופרנובה מסוג 1 א 'משמשות כ"נרות סטנדרטיים "ותנודות אקוסטיות של הברון (שריד שנאפה לחלוקת הגלקסיות שנשארו מהיקום הקדום, ונושא מאמר אחר) יכול לשמש כ "סרגל רגיל".
אבל אנו נצטרך יותר מאשר נרות ומקלות כדי להוציא אותנו מהמצב הקוסמולוגי הנוכחי בו אנו נקלעים.
אנו חיים ביקום מתרחב. בכל יום גלקסיות מתרחקות זו מזו (בממוצע; עדיין יכולות להיות התנגשויות וקבוצות "בקנה מידה קטן"). וקצב ההתפשטות של היקום שלנו השתנה במהלך 13.8 מיליארד השנים האחרונות של ההיסטוריה הקוסמית. היקום מורכב מחבורה של דמויות שונות: קרינה, כוכבים, גז, דברים מוזרים כמו נייטרינים, דברים מוזרים יותר כמו חומר אפל ודברים מוזרים כמו אנרגיה אפלה. כאשר כל אחד מהמרכיבים הללו נדלק, מכבה, מתחיל לשלוט, או מפסיק לשלוט, קצב ההתפשטות של היקום בתורו משתנה.
בדרך חזרה בימים הטובים, חומר היה בעבר הבוס של היקום. כך שככל שהיקום התפשט, האטה ההתפשטות ההיא בגלל משיכת הכבידה המתמדת של כל העניין הזה. אבל אז העניין התפשט מדי, רזה מדי וחלש מכדי לשלוט בקוסמוס.
לפני כחמישה מיליארד שנה השתלטה האנרגיה האפלה, הפכה את ההאטה הקלה של התפשטות היקום ודחפה את עלה הכותרת אל המתכת, וגרמה להתפשטות היקום לא רק להימשך, אלא להאיץ. אנרגיה אפלה - תהא אשר תהא - ממשיכה בדומיננטיות המרושעת של הקוסמוס עד ימינו.
חשוב לאמוד את קצב ההתפשטות של היקוםעכשיו - מכיוון שקצב ההתרחבות קשור לתכני היקום, מדידת קצב ההתפשטות כיום מגלה לנו מי הם השחקנים הקוסמולוגיים העיקריים וחשיבותם היחסית. אנו יכולים למדוד את קצב ההתרחבות של היום, המכונה קבוע האבל, הרבה דרכים, כמו עם מקלות ונרות.
וכאן טמון מתח מפתיע. מדידות קבוע האבל מהיקום הסמוך באמצעות דברים כמו סופרנובה נותנות ערך מסוים אחד. אולם מדידות היקום המוקדם המשתמשות ברקע המיקרוגל הקוסמי מובילות גם לאילוצים בקבוע האבל של ימינו, ומדידות אלה אינן מסכימות זו עם זו.
בעיה דביקה: שתי שיטות עצמאיות למדידת אותו מספר מובילות לתוצאות שונות. זה יכול להיות סימן לפיזיקה חדשה לגמרי או סתם תצפיות לא טובות. אך בכל מקרה, בעוד שחלק מהקוסמולוגים רואים את המצב הזה כאתגר, אחרים רואים בו הזדמנות. מה שאנו זקוקים לו הם יותר מדידות, ובעיקר מידות שאינן תלויות לחלוטין מהקיים. יש לנו סרגלים סטנדרטיים ונרות סטנדרטיים, אז מה דעתך על ... צפירות רגילות.
בטח, למה לא.
גלי הכבידה הקקופוניים המתפוצצים מרגעיהם האחרונים של ההתנגשויות של שני כוכבי נויטרונים נושאים מידע קוסמולוגי עסיסי. מכיוון שאנו מבינים היטב את הפיזיקה שלהם, נוכל ללמוד את המבנה האולטרה-מדויק של גלי הכבידה כדי לדעת כמה חזק (בכבידה, לא בצליל, אבל רק תצטרכו להתגלגל עם המטפורה) שהם צעקו כשהם התנגשו . אז נוכל להשוות את זה לכמה שהם נשמעים כאן בכדור הארץ, ואת הווילה: מרחק.
טכניקה זו כבר הניבה מדידה (גסה יחסית) של קבוע האבל מהמיזוג כוכבי הנויטרונים היחיד שנצפה.
אבל זו לא צריכה להיות צעקת המוות של כוכב הנויטרונים האחרון שאנחנו שומעים. במהלך השנים הבאות אנו מצפים (תקווה?) לתפוס עוד עשרות. ועם כל התנגשות נוכל להצביע על מרחק אמין לאירוע הלוהט ולמדוד את היסטוריית ההתפשטות של היקום מאז אבדונם הנויטרוני, ומספק מסלול אחר לחלוטין לחשיפת הערך של קבוע האבל.
קוסמולוגים מאוניברסיטת שיקגו חזו שתוך חמש שנים טכניקת האזעקות הסטנדרטיות תספק מדידות תחרותיות בשיטות הקיימות. אך כשמדובר בוויכוח הקוסמולוגי הגדול של המאה ה -21, נותרה השאלה: האם צפיפות רגילות יהיו הגורם המכריע, או שרק יעמיק את התעלומה?
קרא עוד: "מדידה קבועה של האבל של צפיות צפיפות רגילה תוך 5 שנים".
