宇宙はどのくらいの速さで膨張していますか?複雑です、ハッブル宇宙望遠鏡

ハッブル宇宙望遠鏡は、それが捉える宇宙の美しい画像で一般に最もよく知られているかもしれませんが、宇宙の膨張に対する画期的な洞察を生み出すことで天文学者の間で最も有名です。望遠鏡が打ち上げられる前に、科学者たちは宇宙が拡大していることを知っていましたが、彼らはこの拡大がどれほど速く起こっているかを知りませんでした。 1990年代のハッブルからの発見は、この数字を初めて正確に特定しました。

宇宙の膨張率はハッブル定数と呼ばれ(望遠鏡のように、1920年代と1930年代に宇宙の膨張の最初の証拠を見つけた天文学者エドウィンハッブルにちなんで名付けられました)、宇宙学。この定数は、宇宙がどのように進化したかを理解し、宇宙がビッグバンにまでさかのぼることができるため、宇宙がどれくらい古いかを特定するために重要です。ハッブル宇宙望遠鏡が発売される前は、科学者たちは宇宙の年齢を80億歳から200億歳の間のどこかに置いていました。ハッブルデータのおかげで、この数字ははるかに正確な138億年前に洗練されました。

NASAのハッブル宇宙望遠鏡からの36枚の画像のコレクションは、すべてケフェイド変光星と超新星の両方のホストである銀河を特徴としています。
NASAのハッブル宇宙望遠鏡からの36枚の画像のこのコレクションは、すべてケフェイド変光星と超新星の両方のホストである銀河を特徴としています。これらの2つの天文現象はどちらも、天文学者が天文学的な距離を決定するために使用する重要なツールであり、宇宙の膨張率であるハッブル定数の測定を改善するために使用されています。科学:NASA、ESA、アダムG.リース(STScI、JHU)

しかし、それは作業が完了したという意味ではありません。 2000年代までに、ハッブル定数の推定値はかなり正確で、メガパーセクあたり毎秒72キロメートルでしたが、これにはプラスマイナス8の誤差がありました。 2019年の74.03。

ただし、この説明にはねじれがあります。ハッブルや他の望遠鏡で測定された膨張率は、宇宙の初期段階からのデータによって予測された速度と一致しません。そのため、研究者は、ハッブル定数のこれまでで最も正確な測定値を取得するために、距離を測定するためのマイルマーカーとしてケフェイド変光星とIa型超新星の両方を使用するSHOESと呼ばれるプロジェクトでハッブルデータを使用しました。

「これは、ハッブル宇宙望遠鏡が私たちが知っている最高の技術を使用して行うために構築されたものです。このサンプルサイズを2倍にするのにハッブルの寿命がさらに30年かかるため、これはハッブルの最高傑作である可能性があります」と、研究の筆頭著者であるアダムリースは声明で述べています。 「望遠鏡と宇宙マイルマーカーのゴールドスタンダードから、宇宙の膨張率の最も正確な測定値を取得しています。」

Riessのチームは、距離マーカーとして機能する42個の超新星爆発を調べ、ハッブル定数の73.04の数字に焦点を当てることができましたが、不確実性はわずか1.04でした。これは、ハッブルが打ち上げられたときに生産できると予想されていたよりも8倍正確です。

ただし、この精度でも、この数値と、宇宙マイクロ波背景放射を調べて測定された最も初期の宇宙からのデータによって予測された数値との間には、依然として不一致があります。これらの結果は、ハッブル定数が約67であることを予測しています。

したがって、謎は残り、天文学者はこれらの数が異なる理由についての説明を持っていません。この不一致は、私たちがまだ学んでいないまったく新しいタイプの物理学を示している可能性があります。

しかし、今のところ、今日の宇宙を見ることによって測定されたハッブル定数の数は、それが得る可能性が高いのと同じくらい正確です。

「ハッブル定数は非常に特別な数です」と宇宙学者のリチア・ヴェルデは声明の中で述べています。 「これは、宇宙の理解をエンドツーエンドでテストするために、過去から現在まで針を通すために使用できます。これには、驚異的な量の詳細な作業が必要でした。」

研究はアストロフィジカルジャーナルに掲載されます。