کوی دانش - kooy

کیهان سریع تر از حد انتظار در حال انبساط است

کیهان سریع تر از حد انتظار در حال انبساط است
16 خرداد
12:45 1395
ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل دریافته اند کیهان 5 الی 9% سریع تر از آنچه انتظار می رفت درحال گسترش است. ستاره شناسان مزبور با اصلاحِ نرخ انبساط کنونی کیهان با دقتی بی سابقه، به کشف مزبور نائل شدند و عدم قطعیت در باب این مسئله را به حد 2.4 درصد رساندند. این میزان پیش از این 10 درصد بود. تیم یاد شده با توسعه یک سری تکنیک های خلاقانه، این اصلاحات را انجام دادند که در نتیجه آن دقت اندازه گیری های فاصله تا کهکشان های دوردست ارتقا پیدا کرد. این اندازه گیری ها برای انجام محاسبات دقیق تر از سرعت انبساط کیهان به مرور زمان که ثابت هابل نامیده می شود حیاتی هستند.

تصویر فوق نشان دهنده سه مرحله ای است که ستاره شناسان با بهره گیری از آن اقدام به اندازی گیری نرخ انبساط کیهان با دقتی بی سابقه نمودند و عدم قطعیت در باب این مسئله را به 2.4% رساندند. ستاره شناسان با ساده سازی و مستحکم ساختن ساخت نردبان فاصله کیهانی، که برای تخمین فواصل دقیق کهکشان های نزدیک و دور از زمین استفاده می شود، دست به این اندازه گیری زدند. از سمت چپ، ستاره شناسان با استفاده از هابل، فواصل زمین تا کلاسی از ستاره های  پولسار را که متغیرهای قیفاووسی نامیده می شود اندازه گیری کردند و از یک ابزار پایه برای مهندسی که «اختلاف منظر» نام دارد بهره گرفتند. این همان تکنیکی است که مساح ها برای اندازه گیری فواصل روی زمین بهره می گیرند. بعد از آنکه ستاره شناسان درخشندگی واقعی متغیرهای قیفاووسی را درجه بندی نمودند، از آنها به عنوان معیارهای کیهانی برای اندازه گیری فواصلی بهره گرفتند که بسیار دورتر از آن فاصله ای است که با تکنیک اختلاف منظر می توان اندازه گرفت. 

نرخی که قیفاووسی ها اقدام به تپیدن می کنند، مدرک اضافی دیگری برای تخمین دقیق درخشندگی این ستاره ها می باشد، به این ترتیب پالس های آهسته تر متعلق به قیفاووسی های روشن تر می باشد. ستاره شناسان مقادیر درخشندگی واقعی درجه بندی شده را با درخشندگی ظاهری ستاره ها، آنگونه که از زمین دیده می شود مقایسه نمودند تا فواصل دقیق را تعیین نمایند. بعد از درجه بندی قیفاووسی ها، ستاره شناسان به فراتر از کهکشان راه شیری و سراغ کهکشان های نزدیک تر که در مرکز نشان داده شده رفتند. محققان بدنبال ابرنواخترهای موجود در کهکشان هایی گشتند که حتی دورتر از زمین قرار دارند. برخلاف قیفاووسی ها، ابرنواخترها به اندازه کافی روشن هستند که از فواصل تقریباً طولانی تر هم دیده شود. ستاره شناسان درخشندگی واقعی و ظاهری ابرنواخترهای دوردست را قیاس نمودند تا فاصله ای را که انبساط کیهان را می توان از آن مشاهده کرد (در سمت راست) بتوان اندازه گیری کرد. سپس محققان اندازه گیری های انجام شده از فواصل را با نحوه امتداد یافتن نور ابرنواخترها به طول موج های دوردست تر به واسطه انبساط فضا قیاس کردند. 
در مرحله بعدی نیز از دو مقدار یاد شده برای محاسبه سرعت گسترش یافتن کیهان به مرور زمان که ثابت هابل نام دارد بهره گرفتند. 
ستاره شناسان با بهره گیری از تلسکوپ فضایی هابلِ ناسا دریافتند کیهان بین 5 الی 9 درصد سریع تر از آنچه پیش بینی می شد در حال انبساط است.
آدام رایس رهبر مطالعه و برنده جایزه نوبل از موسسه علوم تلسکوپ فضایی و دانشگاه جانز هاپکینز  که هر دو در بالتیمور مریلند قرار دارند در همین رابطه می گوید: "یافته شگفت انگیز یاد شده ممکن است نشانه مهمی برای شناخت بخش های اسرارآمیزِ کیهان مثل انرژی تاریک، ماده تاریک و تشعشع تاریک باشد که 95 درصد از همه چیز را تشکیل داده و نور را از خود منتشر نمی کند." 
نتایج این مطالعه در نسخه آینده The Astrophysical Journal منتشر خواهد شد. 
تیم رایس هنگامی به این کشف دست یافت که دست به اصلاح نرخ کنونی انبساط کیهان با دقت بی سابقه زد و عدم قطعیت در این باب را به 2.4 درصد کاهش داد. تیم یاد شده با توسعه تکنیک های مبدعانه ای، این اصلاحات را انجام داد که دقت اندازه گیری های دوردست برای کهکشان های بعید را ارتقا بخشید. 
به علاوه این تیم کهکشان هایی را مورد بررسی قرار داد که هم ستاره های قیفاووسی و هم ابرنواخترهای Type Ia را شامل می شود. ستاره های قیفاووسی با نرخ هایی ضربان دارند که با درخشندگی واقعی شان تطابق دارد و می توان آنها را با درخشندگی ظاهریشان که از زمین مشاهده می شود هم قیاس نموده و فاصله دقیقشان را تعیین نمود. ابرنواختر Type Ia که از دیگر معیارهای کیهانی رایج می باشد، ستاره ای در حال انفجار است که با همان میزان درخشندگی روشن است و می توان از فواصل نسبتاً طولانی هم مشاهده اش کرد. 
محققان با اندازه گیری حدود 2400 قیفاووسی در 19 کهکشان و مقایسه درخششِ مشاهده شده ی هر دو نوع این ستاره ها، به شکل صحیح درخشندگی واقعی آنها را اندازه گیری کرده و فواصلی را که از زمین تا تقریباً 300 ابرنواختر در کهکشان های دوردست وجود دارد تخمین زدند. 
سپس این فواصل را با مقدار انبساط فضا به شکلی که برحسب کش آمدن نور از کهکشان های دوردست بدست بیاید، قیاس کردند. تیم مزبور از دو عدد بدست آمده برای محاسبه سرعت انبساط کیهان برحسب زمان یا ثابت هابل بهره گرفتند.
مقدار بهبود یافته ثابت هابل 73.2 کیلومتر بر ثانیه برحسب مگاپارسک می باشد (مگاپارسک برابر است با 3.26 میلیون سال نوری) مقدار جدید بدان معناست که فاصله بین اجرام کیهانی طی 8 و 9 میلیارد سال آینده دوبرابر خواهد شد. 
درجه بندی اصلاح شده خود معمایی را پیش روی قرار می دهد، زیرا با نرخ انبساطی که برای کیهان از روی مسیر آن اندک مدتی بعد از انفجار بزرگ پیش بینی شد، چندان تطابقی ندارد. اندازه گیری های پساتاب از بیگ بنگ که به مدد پروب ناهمسانگردی ریزموجی ویلکینسون ناسا یا (WMAP) و ماموریت ماهواره پلانک نهاد فضایی اروپا انچام شده است پیش بینی هایی برای ثابت هابل عرضه می دارد که 5 و 9 درصد کوچکتر هستند. 
به گفته رایس: "اگر مقادیر ابتدایی مواد در کیهان همانند انرژی و ماده تاریک را بدانیم و از اصول فیزیکی دقیق نیز اطلاع داشته باشیم، آنگاه می توان از اندک مدتی بعد از وقوع بیگ بنگ را اندازه گیری کرده و از شناخت بوجود آمده برای پیش بینی سرعت کنونی انبساط کیهان استفاده کرد. با این حال درصورت پابرجا بودن اختلاف اندازه ها، ممکن است شناخت دقیق حاصل نشود و اندازه بزرگی امروزین ثابت هابل دستخوش تغییر می شود."
قیاس کردن نرخ انبساط کیهان با WMAP، پلانک و هابل مثل ساختن یک ساختمان می ماند. در دوردست مشاهدات پس زمینه ریزموجی کیهانی کیهان نخستین قرار دارد. در نزدیک نیز اندازه گیری هایی که تیم رایس با استفاده از هابل صورت داده اند. به قول وی: " اگر از دو منتهی الیه یاد شده شروع کنیم، انتظار بر این است که در صورت درست بودن رسم ها و اندازه گیری ها به نقطه واحدی در حدوسط برسیم. اما هم اکنون دو منتی الیه در وسط به هم منطبق نمی شوند و دلیل این امر بر ما پوشیده است." 
دلایل کمی برای چرایی سرعت بالای انبساط کیهان اقامه شده است. یکی از دلایلِ ممکن آنست که «انرژی تاریک» که جهان را تسریع می بخشد ممکن است با قدرت بیشتر یا رو به فزون تری، کهکشان ها را از همدیگر دور کند. 
از دیگر دلایل عرضه شده آنست که در روزهای نخستین کیهان، ذره زیراتمی جدیدی وجود داشته که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کرده است. این قبیل ذرات پرسرعت را مجموعاً به عنوان "تشعشع تاریک"می نامند و ذرات از قبل شناخته شده ای مثل نوترون را هم شامل می شود. انرژی بیشتر از تشعشع تاریک اضافی نیز، تلاش هایی را که برای پیش بینی نرخ انبساط کنونی از روی مسیر پسا بیگ بنگ انجام می شود در محاق ناکامی برده است.  
تقویت در شتاب یاد شده می تواند بدین معنا هم باشد که ماده تاریک دارای برخی خصوصیات عجیب و غیرمنتظره می باشد. ماده تاریک ستون فقرات کیهان است که کهکشان ها خود را برمبنایش درست کرده اند و به حد ساختارهای مقیاس بزرگی رسیده اند که امروزه مشاهده می شود. 
درنهایت، ممکن است کیهانی که با سرعت سریع تری درحال انبساط می باشد، اطلاعاتی را راجع به ناقص بودن تئوری گرانشی انیشتین در اختیار ستاره شناسان قرار بدهد. به گفته لوکاس ماسری از دانشگاه A&M تگزاس در کالج استیشن، که از جمله همکاران انجام مطالعه بوده است: "در مورد بخش های تاریک کیهان اطلاعات بسیار کمی در دست داریم، نکته مهم آنست که نحوه هل دادن و کشیدن فضا در تاریخچه کیهانی را به مرور اندازه گیری کنیم."
مشاهدات هابل با استفاده از دوربین تیزبینِ میدان گسترده 3 (WFC3) هابل انجام شده و با بهره گیری از Supernova H0  برای تیم (Equation of State (SH0ES  انجام شد که هدف از آن اصلاحِ دقت ثابت هابل تا حد دقتی می باشد که امکان شناخت بهتر از رفتار کیهان را فراهم می سازد. 
تیم SH0ES  هنوز با استفاده از هابل سعی دارد تا عدم قطعیت در مورد ثابت هابل را بازهم کاهش دهد و هدف آنها دستیابی به دقت 1 درصد می باشد. تلسکوپ های کنونی همانند ماهواره گایای نهاد فضایی اروپا و تلسکوپ های آینده همانند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، رصدخانه مادون قرمز و تلسکوپ فضایی مادون قرمز میدان گسترده (WFIRST) نیز می توانند به ایشان در اندازه گیری های دقیق تر از نرخ انبساط کمک نماید.  
قبل از پرتاب شدن تلسکوپ هابل در 1990، تخمین هایی که از ثابت هابل انجام می شد تا 2 فاکتور تفاوت داشت. اواخر دهه 1990، پروژه کلیدی تلسکوپ فضایی هابل برحسب مقیاس فاصله فراکهکشانی، مقدار ثابت هابل را در حدود خطای صرفاً 10 درصد اصلاح نمود، که به یکی از اهداف کلیدی تلسکوپ دست پیدا شد. تیم SH0ES  عدم قطعیت مقدار ثابت هابل را از زمان شروع جستجو از سال 2005؛ تا 76 درصد کاهش داده است. 

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


سنگهایی از آنسوی منظومه شمسی

سنگهایی از آنسوی منظومه شمسی

پس از 16 سال که این تکه سنگها بر روی زمین افتاده اند، دانشمندان به این واقعیت پی بردند که آنها از خارج از منظومه شمسی به زمین رسیده اند. این سنگها در سال 2000 (1378) بر روی دریاچه یخ زده تاگیش واقع در بریتیش کلمبیای کشور کانادا به زمین برخورد کردند و در همان زمان هم دانشمندان اعلام کردند که آنها، نمونه هایی کاملاً متفاوت از تمامی نمونه های بدست آمده و طبقه بندی شده از سنگهای کیهانی هستند. هم اکنون محققانی که به ارزیابی ترکیب سنگ مشغول هستند می گویند که نظریه بهتری برایش دارند که البته با شنیدن آن کمی تعجب خواهید کرد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
سیاره ای با سه خورشید، سه غروب و سه طلوع

سیاره ای با سه خورشید، سه غروب و سه طلوع

جایی در کهکشان یک اگزوپلنت وجود دارد که سه خورشید را برای خود کنار گذاشته است. یک تیم از ستاره شناسان دانشگاه آریزونا با استفاده از ESO (تلسکوپی بسیار بزرگ از رصدخانه جنوبی اروپا) موفق به یافتن HD 131399Ab شده اند، اگزوپلنتی که بصورت کلی به آن یک «سیستم سه ستاره ای» triple-star system می گویند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
تصحیح اطلاعات موجود درباره سطح یخی قمر انسلادوس

تصحیح اطلاعات موجود درباره سطح یخی قمر انسلادوس

تصویر فوق ضخامت لایه یخی در انسلادوس را نمایش می دهد که در مناطق استوایی خود (بخش زرد رنگ) به حداکثر 35 کیلومتر هم می رسد ولی در منطقه قطبی جنوب آن (قسمت آبی رنگ) صرفاً 5 کیلومتر ضخامت دارد. این اطلاعات حاصل مدلسازی جدید دانشمندان از این قمر دوستداشتنی زحل است. لیکن اطلاعات پیشین از ضخامت بسیار بیشتر این لایه یخی گفته بود.برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
کشف نوع جدیدی از شهاب سنگ در سوئد

کشف نوع جدیدی از شهاب سنگ در سوئد

یک سنگ فضایی باستانی در معدن سنگی در سوئد کشف شده است. این سنگ، نوعی شهاب سنگ می باشد که پیش از این هرگز روی زمین مشاهده نشده بود و احتمالاً باقی مانده تصادم عظیم سیارکی است که 470 میلیون سال قبل از این رخ داده و نخاله هایش روانه زمین شده است.

مطالعه متن کامل
دوردست ترین اکسیژنی که تا به امروز مشاهده شده است

دوردست ترین اکسیژنی که تا به امروز مشاهده شده است

تیمی از ستاره شناسان با استفاده از آرایه بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (ALMA) دست به شناسایی اکسیژن در کهکشان دوردستی زده اند که صرفاً 700 میلیون سال بعد از انفجار بزرگ مشاهده می شود. این کهکشان دوردست ترین کهکشانی است که تاکنون شناسایی اکسیژن روی سطح آن به صورت قطعی انجام شده است و به احتمال زیاد به خاطر تشعشع قوی از ستاره های غول پیکر جوان، یونیزه گشته است. کهکشان مزبور می تواند نمونه منابعی باشد که مسئول سازماندهی کیهان درسال های نخستین شکل گیری کیهان هستند.

مطالعه متن کامل
10 نرم افزار برتر اندروید در ماه آگوست

10 نرم افزار برتر اندروید در ماه آگوست

فروشگاه اینترنتی Google Play Store دارای نرم افزارهای زیادی برای اندروید می باشد. این برنامه ها در گروه های مختلفی مانند عکس و ویدیو، تولید، شبکه های اجتماعی، اخبار و ... دسته بندی می شوند. بنابراین مشکل است که بدانید کدام برنامه برای شما مناسب است. نگران نباشید. با کوی دانش همراه شوید تا 10نرم افزار برتر اندروید در ماه آگوست را به شما معرفی کنیم.

مطالعه متن کامل
با عکس گرفتن از معادله ریاضی آن را حل کنید

با عکس گرفتن از معادله ریاضی آن را حل کنید

آیا کارهای مهمتری از رفتن به کلاس های ریاضی داشته اید؟ آیا در امتحان عالی بودید اما پس از مدتی همه آنها را فراموش کرده اید؟ اکنون اپلیکیشن حل ریاضیات جدیدی را به شما معرفی می کنیم که به عنوان هوشمندترین دوربین محاسبه گر شناخته می شود.

مطالعه متن کامل
گوگل از نخستین نمونه کامل ماشین بدون راننده رونمایی کرد

گوگل از نخستین نمونه کامل ماشین بدون راننده رونمایی کرد

گوگل از سال2010 به این طرف مشغول توسعه فناوری ماشین بدون راننده بوده است. اکنون این شرکت از نخستین نمونه اولیه این ماشین پرده برداری کرده است. آنگونه که گوگل انتظار دارد، این اتومبیل در سال جدید میلادی به خیابان های ایالت کالیفرنیا قدم خواهد گذاشت.

مطالعه متن کامل
استفان  هاوکینگ می گوید امکان دارد جهان نابود شود

استفان هاوکینگ می گوید امکان دارد جهان نابود شود

استفان هاوکینگ نگران است که ممکن است مهار فن آوری و علم از دست ما خارج شود . این فیزیکدان برجسته اخیرا هشدار داده بود که هوش مصنوعی و بیگانگان تهدیدی جدی برای نسل بشر و سیاره زمین هستند، اما اکنون وی نگران آن است که "ذره خدا" یا هیگز بوسون ممکن است بی ثبات شود و کل جهان را نابود سازد.

مطالعه متن کامل
مدلسازی واقع گرایانۀ تایر خودرو در عرصۀ تست مجازی خودرو

مدلسازی واقع گرایانۀ تایر خودرو در عرصۀ تست مجازی خودرو

خیلی پیش تر از اینکه اولین خودرو از خط تولید یک کارخانه خودروسازی بیرون آید، تست های مجازی مختلفی روی طرحهای مختلف آن خودرو صورت می گیرد. اما در این میان، مدلسازی تایرها همواره به صورت یک چالش بوده است. اکنون نرم افزار CDTire/3D که توسط پژوهشگران مؤسسه «فرانهوفر» آلمان ارائه شده، چرخها را به طور واقع گرایانه مدل می کند. این نرم افزار، گرمای تولید شده بر اثر رانندگی و چگونگی تغییر خواص تایر را نیز در محاسبات خود وارد می کند.

مطالعه متن کامل