Cuimsíonn stair amhairc na Cruinne atá ag leathnú an stát te, dlúth ar a dtugtar an Bang Mór agus fás agus foirmiú struchtúir ina dhiaidh sin. Ach tá sé ríthábhachtach go mbeadh a fhios againn go cainníochtúil cad é an ráta leathnaithe (agus a bhí) san am i láthair (agus san am atá thart) chun ár stair chosmaí agus ár dtodhchaí a thuiscint. Creidmheas íomhá: NASA / CXC / M. Weiss.

Níl a fhios ag eolaithe fós cé chomh tapa agus atá an Cruinne ag leathnú

Tá conspóid chosmaí ar ais, agus tá campa amháin ar a laghad - an dá cheann b’fhéidir - ag déanamh earráide neamhaitheanta.

Riamh ó d’aimsigh Hubble an gaol idir fad réaltra agus a ghluaisne uainn, rinne na réaltfhisiceoirí rásaíocht chun a thomhas cé chomh tapa agus atá an Cruinne ag leathnú. De réir mar a théann an t-am ar aghaidh, síneann creatlach an spáis féin agus méadaíonn na faid idir réada neamhcheangailte imtharraingthe, rud a chiallaíonn gur chóir go bhfeicfeadh gach duine an Cruinne ag leathnú ag an ráta céanna. Tá an ráta sin, áfach, ina ábhar díospóireachta mór i gcosmeolaíocht an lae inniu. Má thomhaiseann tú an ráta sin ó iarghrúpa an Big Bang, gheobhaidh tú luach amháin le haghaidh tairiseach Hubble: 67 km / s / Mpc. Má thomhaiseann tú é ó réaltaí aonair, réaltraí, agus supernovae, gheobhaidh tú luach difriúil: 74 km / s / Mpc. Cé atá ceart, agus cé atá trí dhearmad? Tá sé ar cheann de na conspóidí is mó san eolaíocht inniu.

Freagraíonn fait ionchais na Cruinne (na trí léaráid is fearr) le Cruinne ina dtroidann an t-ábhar agus an fuinneamh i gcoinne an ráta leathnaithe tosaigh. Inár Cruinne a breathnaíodh, luasghéarú cosmaí de bharr cineál éigin fuinnimh dorcha, atá gan mhíniú go dtí seo. Creidmheas íomhá: E. Siegel / Beyond the Galaxy.

Má tá an Cruinne ag leathnú inniu, ciallaíonn sé sin go gcaithfidh sé a bheith níos dlúithe, níos dlúithe, agus níos teo san am atá thart. Tugann an fhíric go bhfuil rudaí ag éirí níos faide óna chéile, ar scála cosmaí, le tuiscint go raibh siad níos gaire dá chéile i bhfad ó shin. Má oibríonn imtharraingt chun maiseanna móra a chlumpáil agus a bhraisliú le chéile, ansin caithfidh go raibh an Cruinne saibhir réaltra-agus-neamhní a fheicimid inniu billiúin níos aonfhoirmí blianta ó shin. Agus más féidir leat an ráta leathnaithe inniu a thomhas, chomh maith leis an méid atá sa Cruinne, is féidir leat foghlaim:

  • ar tharla an Bang Mór (rinne sé),
  • cén aois atá ár Cruinne (13.8 billiún bliain),
  • agus cibé an rachaidh sé siar nó an leathnóidh sé go deo (leathnóidh sé go deo).

Is féidir leat é a fhoghlaim ar fad, más féidir leat luach tairiseach Hubble a thomhas go cruinn.

Tá plota den ráta leathnaithe dealraitheach (y-ais) vs fad (x-ais) comhsheasmhach le Cruinne a leathnaigh níos gasta san am atá thart, ach atá fós ag leathnú inniu. Leagan nua-aimseartha é seo de shaothar bunaidh Hubble, a shíneann na mílte uair níos faide ná sin. Tabhair faoi deara nach líne dhíreach iad na pointí, rud a léiríonn athrú an ráta leathnaithe le himeacht ama. Creidmheas íomhá: Ned Wright, bunaithe ar na sonraí is déanaí ó Betoule et al. (2014).

Is cosúil gur cainníocht dhíreach í tairiseach Hubble. Más féidir leat an fad go réad a thomhas agus an luas is cosúil go mbogann sé uait (óna fhuascailt), sin uile a thógann sé chun tairiseach Hubble a dhíorthú, a bhaineann le fad agus luas cúlú. Eascraíonn an fhadhb toisc go dtugann torthaí difriúla modhanna éagsúla chun tairiseach Hubble a thomhas. Déanta na fírinne, tá dhá mhór-aicme modhanna ann, agus tá na torthaí a fhaigheann gach ceann acu neamh-chomhoiriúnach leis an gceann eile.

Is éard atá i gceist le tógáil an dréimire faid chosmaí ná dul ónár nGrianchóras go dtí na réaltaí go réaltraí in aice láimhe go dtí cinn i bhfad i gcéin. Gabhann gach “céim” lena neamhchinnteachtaí féin; bheadh ​​sé claonta freisin i dtreo luachanna níos airde nó níos ísle dá mbeimis inár gcónaí i réigiún tearc-fhaire nó ródhona. Creidmheas íomhá: NASA, ESA, A. Feild (STScI), agus A. Riess (STScI / JHU).

1.) An modh 'fad dréimire'. Féach amach ar réaltra i bhfad i gcéin. Cé chomh fada uaidh? Más féidir leat na réaltaí aonair atá ann a thomhas, agus má tá a fhios agat conas a oibríonn réaltaí, is féidir leat achar a fháil do na réaltraí sin. Más féidir leat supernova a thomhas laistigh de, agus má tá a fhios agat conas a oibríonn supernovae, an déileáil chéanna: gheobhaidh tú fad. Léimimid ó parallax (laistigh dár réaltra féin) go Ceifidí (laistigh dár réaltra féin agus cinn eile in aice láimhe) go supernovae Cineál Ia (i ngach réaltra, ó cinn in aice láimhe go cinn ultra-i bhfad i gcéin), agus is féidir linn achair chosmaí a thomhas. Nuair a chomhcheanglaímid é sin leis na sonraí fuascailte, faigheann muid rátaí leathnaithe go seasta sa raon 72-75 km / s / Mpc: luach réasúnta ard don tairiseach Hubble.

An léarscáil is fearr den CMB agus na srianta is fearr ar fhuinneamh dorcha agus paraiméadar Hubble uaidh. Creidmheas íomhá: ESA & an Planck Comhoibriú (barr); PAR Ade et al., 2014, A&A (bun).

2.) An modh ‘iarsma fágtha’. Nuair a tharla an Big Bang, tháinig ár Cruinne ar an bhfód le réigiúin ródhona agus gann. Sna céimeanna tosaigh, is iad na trí phríomh-chomhábhar ábhar dorcha, gnáthábhar, agus radaíocht. Oibríonn imtharraingt chun na réigiúin ródhona a fhás, áit a dtagann gnáthábhar agus ábhar dorcha isteach iontu. Oibríonn radaíocht chun an t-ábhar iomarcach sin a bhrú amach, ach idirghníomhaíonn sé go difriúil le gnáthábhar (a scaipeann sé as) ná ábhar dorcha (rud nach ndéanann sé). Fágann sé seo tacar sonrach marcóirí scála ar na Cruinne, a fhásann de réir mar a leathnaíonn an Cruinne. Trí bhreathnú ar na luaineachtaí sa chúlra micreathonn cosmaí nó ar chomhghaolta struchtúir mhórscála mar gheall ar ascalaithe fuaimiúla baryon, faigheann muid rátaí leathnaithe sa raon 66-68 km / s / Mpc: luach íseal.

Léaráid de phatrúin braislithe mar gheall ar Ascalaithe Fuaimiúla Baryon, áit a bhfuil an dóchúlacht go bhfaighidh tú réaltra ag achar áirithe ó aon réaltra eile faoi rialú an chaidrimh idir ábhar dorcha agus gnáthábhar. De réir mar a leathnaíonn an Cruinne, leathnaíonn an fad tréith seo freisin, rud a ligeann dúinn tairiseach Hubble a thomhas. Creidmheas íomhá: Zosia Rostomian.

Tá na neamhchinnteachtaí ar an dá mhodh seo íseal go leor, ach tá siad neamh-chomhoiriúnach lena chéile freisin. Má tá níos lú ábhar agus níos mó fuinnimh dorcha ag na Cruinne ná mar a cheapaimid faoi láthair, d’fhéadfadh go dtiocfadh méadú ar na huimhreacha ar an modh ‘iarsma atá fágtha’ chun teacht leis na luachanna níos airde. Má tá earráidí ann ag céim ar bith inár dtomhais achair, cibé acu ó parallax, calabrúcháin, éabhlóid supernova, nó achair Cepheid, d’fhéadfadh an modh ‘dréimire achair’ a bheith ard go saorga. Tá an fhéidearthacht ann freisin, ar fearr le go leor daoine é, go luíonn an fíorluach áit éigin eatarthu.

Léaráid an ealaíontóra ar dhá réalta neodrón atá ag cumasc. Léiríonn an eangach rippling spás-ama tonnta imtharraingthe a astaítear ón imbhualadh, agus is iad na bíomaí cúnga scairdeanna ghathanna a scaoil amach díreach soicind tar éis na dtonnta imtharraingthe (a bhraitear mar phléasc gáma-gha ag réalteolaithe). Féadfaidh réaltaí neodrón cumaisc modh nua a sholáthar chun ráta leathnaithe na Cruinne a thomhas. Creidmheas íomhá: NSF / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet.

Le déanaí, bhí go leor spéise ann go bhféadfadh réaltaí neodrón imbhuailte an t-ábhar a réiteach trí thríú modh neamhspleách a sholáthar. I bprionsabal, d’fhéadfaidís: tá aimplitiúid an chomhartha a fhaighimid ag brath go díreach ar fhad an chumaisc. Breathnaigh go leor díobh, agus (trí obair leantach leictreamaighnéadach) faigh athdhíriú an réaltra óstach, agus tá tomhas agat ar tairiseach Hubble. Ach tá a neamhchinnteachtaí féin ag an tríú modh seo, cé go bhfuil sé láidir, lena n-áirítear:

  • anaithnid maidir le paraiméadair chumaisc na réaltaí neodrón,
  • treoluas aisteach a bhaineann leis an réaltra óstach,
  • agus folúntais áitiúla (in aice láimhe) agus suaitheadh ​​ar an ráta leathnaithe.
Nochtann réigiún spáis nach bhfuil ábhar ann inár réaltra an Cruinne thall, áit a bhfuil gach pointe ina réaltra i bhfad i gcéin. Is féidir an struchtúr braisle / neamhní a fheiceáil go soiléir. Má tá cónaí orainn i réigiún gann / neamhní, d’fhéadfadh sé seo claontacht a chur leis an dréimire faid agus na modhanna réalta neodrón / siren caighdeánaigh. Creidmheas íomhá: ESA / Herschel / SPIRE / HerMES.

Tá cuid de na neamhchinnteachtaí seo mar an gcéanna a phléann an modh ‘fad dréimire’. Má aontaíonn an modh ‘siren caighdeánach’ seo, mar a thugtar air, leis an bhfigiúr níos airde 72-75 km / s / Mpc tar éis, abair, 30 braite, ní gá go gciallódh sé sin go réitítear an fhadhb. Ina áit sin, is féidir go bhfuil na hearráidí córasacha, nó na hearráidí is gné dhílis den mhodh atá á n-úsáid agat, ag claonadh tú i dtreo luach níos airde go saorga. Cabhraíonn sé le tríú modh a bheith agat nuair a thugann an chéad dá thorthaí difriúla, ach níl an tríú modh seo go hiomlán neamhspleách, agus bíonn neamhchinnteachtaí ann féin chomh maith.

Teannas tomhais nua-aimseartha ón dréimire achair (dearg) le sonraí CMB (glas) agus BAO (gorm). Tagann na pointí dearga ón modh dréimire achair; tá an glas agus an gorm ó mhodhanna 'iarsmaí fágtha'. Tógadh an fhaisnéis seo ón bpáipéar,

Is comhábhar ríthábhachtach san oideas é tuiscint a fháil ar cé chomh tapa agus a leathnaíonn an Cruinne chun an tuiscint a fháil ar cá as a tháinig gach rud, conas a bhí sé mar seo, agus cá bhfuil sé i gceannas. Bhí na foirne uile a bhí bainteach thar a bheith cúramach agus rinne siad obair iontach, agus de réir mar a fuair ár dtomhais níos mó agus níos cruinne, níor tháinig ach méadú ar na teannas. Ach caithfidh ráta leathnaithe foriomlán amháin a bheith ag an Cruinne, mar sin ní mór botún, earráid nó claontacht a bheith ann áit éigin, b’fhéidir in áiteanna iomadúla. Fós, fiú leis na sonraí go léir atá againn, caithfimid a bheith cúramach. Ní gá gur briseadh ceangail a bheidh i gceist le tríú modh; mura bhfuilimid cúramach, b’fhéidir gur bealach nua é chun muid féin a chur amú. Ní athraíonn míthuiscint na Cruinne an réaltacht i ndáiríre. Is fúinne atá sé a chinntiú go n-éireoidh linn i gceart.

Tá Starts With A Bang ar Forbes anois, agus athfhoilsithe ar Meán a bhuíochas lenár lucht tacaíochta Patreon. Tá dhá leabhar ag Ethan, Beyond The Galaxy, agus Treknology: The Science of Star Trek ó Tricorders go Warp Drive.