Bintang-bintang Neutron menjerit dalam gelombang ruang masa ketika mereka mati, dan para astronom telah menggariskan rancangan untuk menggunakan penderitaan graviti mereka untuk menelusuri sejarah alam semesta. Sertailah kami semasa kami meneroka cara mengubah kesakitan mereka menjadi keuntungan kosmologi kami.
Ahli kosmologi taksub dengan standard. Sebab obsesi ini terletak pada usaha gigih mereka untuk mengukur jarak yang melampau di alam semesta kita. Lihat bintang atau galaksi rawak. Sejauh mana? Adakah lebih dekat atau lebih jauh daripada bintang atau galaksi di sebelahnya? Bagaimana jika satu lebih terang atau lebih malap daripada yang lain?
Ini adalah keadaan yang cukup putus asa, kecuali jika kosmos tersebar dengan benda-benda standard - objek dengan sifat yang diketahui. Bayangkan jika bola lampu 100 watt atau meter meter mengotori alam semesta. Sekiranya kita dapat melihat bola lampu atau meter meter itu, kita boleh membandingkan bagaimanamereka melihat kita di Bumi untuk apa yang kitatahu mereka kelihatan dekat dan peribadi. Sekiranya kita melihat bola lampu di alam semesta, dan mengetahui bahawa itu seharusnya kecerahan yang sama dengan mentol 100 watt standard, maka kita dapat melakukan beberapa trigonometri untuk menghilangkan jarak ke mentol itu. Sama seperti tongkat: jika kita melihat tongkat rawak melayang di sekitar, dan mengetahui bahawa panjangnya tepat satu meter, kita dapat membandingkan panjangnya dalam bidang pandangan dan matematik kita sejauh mana.
Tentunya bola lampu dan meter meter akan membuat probe kosmologi yang buruk, kerana ia redup dan kecil. Untuk kerja serius kita memerlukan perkara yang terang, perkara besar, dan perkara biasa. Dan terdapat beberapa standard yang berharga di alam semesta ini: Supernova jenis 1a berfungsi sebagai "lilin standard" dan ayunan akustik baryon (sisa yang dibakar ke dalam pengedaran sisa galaksi dari alam semesta awal, dan subjek artikel lain) dapat berfungsi sebagai "pembaris standard".
Tetapi kita akan memerlukan lebih dari sekadar lilin dan tongkat untuk mengeluarkan kita dari teka-teki kosmologi semasa kita berada.
Kita hidup di alam semesta yang berkembang. Setiap hari, galaksi menjauh antara satu sama lain (rata-rata; masih ada pertembungan dan pengelompokan "skala kecil"). Dan kadar pengembangan alam semesta kita telah berubah dalam sejarah kosmik 13.8 bilion tahun yang lalu. Alam semesta terbuat dari sekumpulan watak yang berbeza: sinaran, bintang, gas, perkara pelik seperti neutrino, perkara aneh seperti bahan gelap, dan perkara paling pelik seperti tenaga gelap. Apabila setiap komponen ini dihidupkan, dimatikan, mulai mendominasi, atau berhenti mendominasi, kadar pengembangan alam semesta berubah.
Kembali ke masa lalu yang baik, perkara dulu menjadi bos alam semesta. Oleh kerana alam semesta berkembang, pengembangan itu menjadi perlahan dari tarikan graviti berterusan dari semua perkara itu. Tetapi perkara itu terlalu tersebar, terlalu kurus, dan terlalu lemah untuk mengawal kosmos.
Kira-kira lima bilion tahun yang lalu, tenaga gelap menguasai, membalikkan sedikit perlambatan pengembangan alam semesta dan mendorong kelopak ke logam, menyebabkan pengembangan alam semesta tidak hanya terus berlanjut, tetapi mempercepat. Tenaga gelap - apa sahaja - meneruskan penguasaan kosmos yang menyeramkan hingga kini.
Sangat penting untuk mengukur kadar pengembangan alam semestasekarang - kerana kadar pengembangannya berkaitan dengan kandungan alam semesta, mengukur kadar pengembangan hari ini memberitahu kita siapa pemain kosmologi utama dan kepentingan relatif mereka. Kita dapat mengukur kadar pengembangan hari ini, yang dikenali sebagai pemalar Hubble, dengan banyak cara, seperti dengan tongkat dan lilin.
Dan di sinilah terdapat ketegangan yang mengejutkan. Pengukuran pemalar Hubble dari alam semesta berdekatan menggunakan perkara seperti supernova memberikan satu nilai tertentu. Tetapi pengukuran alam semesta awal yang menggunakan latar gelombang mikro kosmik juga menyebabkan kekangan pada pemalar Hubble hari ini, dan pengukuran ini tidak begitu setuju antara satu sama lain.
Masalah melekit: dua kaedah bebas untuk mengukur bilangan yang sama membawa kepada hasil yang berbeza. Ini boleh menjadi tanda fizik baru atau hanya pemerhatian yang kurang difahami. Tetapi apa pun keadaannya, sementara beberapa ahli kosmologi memandang situasi ini sebagai satu cabaran, yang lain menganggapnya sebagai peluang. Apa yang kita perlukan adalah lebih banyak ukuran, dan terutama yang benar-benar bebas dari yang ada. Kami mempunyai pembaris standard dan lilin standard, jadi bagaimana dengan ... sirene standard.
Pasti mengapa tidak.
Gelombang graviti cacophonous meletup dari saat-saat akhir perlanggaran dua bintang neutron membawa maklumat kosmologi berair. Oleh kerana kita memahami fiziknya dengan sangat baik, kita dapat mengkaji struktur gelombang graviti yang sangat tepat untuk mengetahui seberapa keras (dalam graviti, bukan dalam suara, tetapi anda hanya perlu bergolek dengan metafora) mereka menjerit ketika mereka bertembung . Kemudian kita dapat membandingkannya dengan seberapa keras suara mereka di Bumi, dan voila: jarak.
Teknik ini telah menghasilkan pengukuran (relatif kasar) pemalar Hubble dari satu dan hanya memerhatikan penggabungan bintang neutron.
Tapi itu bukan jeritan kematian bintang neutron terakhir yang kita dengar. Selama beberapa tahun akan datang, kami menjangkakan (harapan?) Akan menangkap lebih banyak lagi. Dan dengan setiap pertembungan, kita dapat menentukan jarak yang dapat dipercayai ke peristiwa berapi dan mengukur sejarah pengembangan alam semesta sejak azab neutroninya, memberikan landasan yang sama sekali berbeza untuk mengungkapkan nilai pemalar Hubble.
Ahli kosmologi di University of Chicago meramalkan bahawa dalam lima tahun, teknik siren standard akan memberikan pengukuran yang kompetitif dengan kaedah yang ada. Tetapi ketika membahas perbahasan kosmologi abad ke-21 yang hebat, persoalannya tetap ada: adakah siren standard menjadi faktor penentu, atau hanya memperdalam misteri itu?
Baca lebih lanjut: "Pengukuran berterusan Hubble 2 peratus dari sirene standard dalam 5 tahun"
