Sciencemag.cz
Doporučujeme
Srážky černých děr, respektive jim odpovídající signál gravitační vln, by mohly poskytnout i informaci o rychlosti rozpínání vesmíru a jejích změnách v čase. Jinak řečeno by mohlo jít o další způsob, jak měřit Hubbleovu konstantu. Dva astrofyzikové z Chicagské univerzity svoji metodu nazvali spektrální siréna.
Za posledních několik let observatoře LIGO a Virgo shromáždily údaje z téměř 100 kolizí černých děr. Signál z každé srážky obsahuje informace o tom, jak byly černé díry hmotné. Signál však putoval vesmírem a ten se během té doby rozpínal, což vlastnosti signálu změnilo.
Ze změny signálu lze vypočítat rychlost rozpínání vesmíru (poznámka: obdoba rudého posuvu). Problémem je kalibrace: Jak zjistit změnu oproti původnímu signálu? Daniel Holz a Jose María Ezquiaga navrhují, že jako kalibrační nástroj mohou využít naše nově získané znalosti o populaci černých děr jako celku. Současné poznatky například naznačují, že většina detekovaných černých děr má hmotnost pětkrát až čtyřicetkrát větší než naše Slunce. „Takže změříme hmotnosti blízkých černých děr a pochopíme jejich vlastnosti /poznámka: míněno zřejmě vlastnosti gravitačních srážek, ale těch zase tolik neznáme?/, a pak se podíváme dál a zjistíme, jak moc se ty vzdálenější zdají být posunuté.
Jose María Ezquiaga et al, Spectral Sirens: Cosmology from the Full Mass Distribution of Compact Binaries, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.061102
Zdroj: University of Chicago / Phys.org
Poznámky PH:
Zcela laicky, tento způsob stanovení Hubbleovy konstanty mi přijde velmi podobný (resp. zcela analogický) tomu, jako když ji stanovujeme podle standardních svíček, měříme vzdálenosti ve vesmíru, posuvy atd. Takže možná po kalibraci vyjdou stejné hodnoty Hubbleovy konstanty, což ale nebude důkaz správnosti, respektive se tím nijak nevyřeší problém, že z analýzy reliktního záření vychází hodnota Hubbleovy konstanty trochu jinak..?
Dále, rozdíl mezi různými stanoveními Hubbleovy konstanty je v procentech. Kalibrace zcela nové metody může být ještě méně spolehlivá.
Jinak označení „spektrální sirény“ se odvozuje od předešlé metody „standardních sirén“ (rovněž pokus o další nezávislé měření Hubbleovy konstanty pomocí černých děr), zde je vazba na metodu standardních svíček jasná. Ovšem jak se má vlastně lišit metoda standardních a spektrálních sirén, co z průvodních tiskových zpráv moc jasné není, spektrální sirény snad navíc operují s průměrnou hmotností černých děr?
Viz také: Hubbleovu konstantu pomohou určit i standardní sirény
Dále průvodní tisková zpráva ke studii ovšem uvádí, že „spektrální sirény“ by mohly primárně umožnit nahlédnout do doby před cca 10 miliardami let – tedy někam mezi měření Hubbleovy konstanty pomocí supernov (cca současnost) a zkoumání reliktního záření. Navíc autoři studie uvádění, že někdy před těmi zhruba 10 miliardami let přešel vesmír z období, kdy ho (cca) ovládala temná hmota, do fáze, kdy dominuje temná energie.
Dále se argumentuje, že data založená na černých dírách by měla být spolehlivější než na jiných objektech, protože stojí vlastně jen na obecné teorii relativity, nevyžadují další fyzikální teorie o chování hvězd, galaxií atp. (K tomu laická poznámka: supernovy blíže a dále od nás si mohou být podobné, jde o fázi vývoje hvězdy, ovšem černé díry stále jen rostou, takže ty od nás vzdálenější budou možná v průměru menší, což kalibraci dále komplikuje?)
