Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astrofyzikové opakovaně narážejí na problém s určením konkrétní hodnoty Hubbleovy konstanty, která odpovídá rychlosti rozpínání vesmíru. Jak se zde již opakovaně popisovalo, různé metody dávají odlišné výsledky. Ne sice fatálně různé, celkový kosmologický pohled na vesmír to nemění, ale je to prostě záhada a ukazuje to, že zde něčemu nerozumíme.
Na University College London navrhli třetí metodu, která by měla využívat srážky černých děr a neutronových hvězd. Z těchto událostí pak k určení Hubbleovy konstanty potřebujeme zachytit jak gravitační vlny, tak i světlo. Simulace různých scénářů příslušných srážek vedla k závěru, že na konci tohoto desetiletí bychom mohli mít k dispozici gravitační vlny odpovídající cca 3 000 těchto událostí a asi u 100 z nich by naše dalekohledy mohly současně zachytit i doprovodné výtrysky světla.
Stephen Feeney, hlavní autor studie publikované ve Physical Review Letters, uvádí, že analýza gravitačních vln nám řekne, v jaké vzdálenosti došlo ke srážce. Zbývá už jen určit rychlost objektu, s níž se od nás vzdaluje. Z analýzy světla provázejícího srážku můžeme dle Feeneyho zjistit, ve které galaxii k ní došlo, a u ní pak změřit rudý posuv a tím i rychlost, s níž se od nás vzdaluje. (Viz čísla výše: zdaleka ne každé pohlcení bude vůbec mít nějaký průvodní světelný efekt. K němu dojde jen ve speciálních případech, kdy před samotným sloučením obou těles černá díra neutronovou hvězdu nejprve roztrhá. Proto také asi nejde použít fúzi dvou černých děr.)
Prospects for measuring the Hubble constant with neutron-star–black-hole mergers, Physical Review Letters (2021)., On Arxiv: arxiv.org/abs/2012.06593
Zdroj: University College London / Phys.org
Poznámky PH:
Chápu-li dobře, ze samotných gravitačních vln nezjistíme přesně směr…? Proto potřebujeme ještě světlo, abychom mohli určit příslušnou galaxii?
Zcela laicky, očekával bych, že tento typ měření dá výsledky podobné jako metody s využitím rudého posuvu u konkrétních typů hvězd, cefeid nebo supernov Ia – protože se sobě podobají, jde o verze stále stejného přístupu („ze současnosti“). Stále zde bude ale zbývat vysvětlit, proč z analýzy reliktního záření („z minulosti“) vychází Hubbleova konstanta jinak (a ne nutně špatně).
Stephen Feeney to vykládá tak, že analýza reliktního záření vyžaduje nějakou „kompletní teorii vesmíru“. Druhá metoda ne, to prostě něco změříme. Potvrdíme-li nezávisle (nebo „nezávisle“) hodnotu získanou pomocí cefeid/supernov, bude to podle něj důkaz nové fyziky. Prostě ve stávající kompletní teorii (která odpovídá hodnotě získané z reliktního záření) něco chybí.
Viz také:
Rychlost rozpínání vesmíru lze měřit i gravitační čočkou
Hubbleovu konstantu pomohou určit i standardní sirény
Řekl bych, že „nepomůže“. Byť se řekne, že pomohlo, tak to stále nebude (nezávislý) důkaz.
Metoda je založena na „faktu“ (předpokladu), že se gravitační vlny nemodifikují rudým posuvem. Z parametrů gravitačních vln se pak odvodí parametry a vzdálenost páru NS-BH. A tím se zkalibruje rudý posuv světla.
Jenže varianty teorií (temná energie, MOND,…) modifikaci gravitačních vln nějakým parametrem mohou připustit, takže zase se to nevyřeší (a ani nemůže).
Petr: Představa toho, že na gravitační vlny se nevztahuje Dopplerův efekt, mi přijde úsměvná.
Kdyby se vyzařující dostatečně rozžhavené objekty od sebe odpuzovaly, tak by se nutně vzájemně vzdalovaly a ty co byly dále rychleji. A vyzářená hmota by se mohla opět neutralizovat (elektricky?) a gravitace by ji opět táhla směrem ke gravitačním ohniskům, kdy by se zase rozžhavila a opakovalo by se to kolotání bez velkého třesku, resp. trvalý „var“. A možná by i na temnou hmotu zbyla nějaká neexotická myšlenka.
Proč se vlastně ten Einstein posmíval myšlence velkého třesku 🙂