სიახლეები
კოსმოლოგიაში უკვე ორ ათწლეულზე მეტია ვერ თანხმდებიან იმაზე, რა სიჩქარით ფართოვდება სამყარო. ჰაბლის პარამეტრის — რომელიც აჩვენებს, რამდენად სწრაფად ფართოვდება კოსმოსი — სხვადასხვა გაზომვის მეთოდი განსხვავებულ შედეგებს იძლევა.
ადრეული სამყაროს გაზომვები, რომლებიც რელიქტური გამოსხივების (დიდი აფეთქების „ექოს“) პარამეტრებს ეყრდნობა, მიუთითებს სიჩქარეზე დაახლოებით 67–68 კმ/წმ მეგაპარსეკზე. ხოლო შედარებით გვიანდელი სამყაროს დაკვირვებები, მაგალითად Ia ტიპის ზეახალი ვარსკვლავების გამოყენებით, აჩვენებს დაახლოებით 72–74 კმ/წმ მეგაპარსეკზე. ეს დაახლოებით 10%-იანი განსხვავება იმდენად დიდია, რომ შემთხვევითობით ვერ აიხსნება. სწორედ ამას უწოდებენ „ჰაბლის დაძაბულობას“. ამ პრობლემის გადასაჭრელად მრავალი მოდელი არსებობს, თუმცა საბოლოოდ მიღებული გამოსავალი ჯერ არ არის ნაპოვნი.
ახალ ნაშრომში ავტორებმა ჰაბლის პარამეტრის პირდაპირი გაზომვის ნაცვლად გამოიყენეს გრავიტაციული ტალღების ფონის დაუფიქსირებლობა. ასეთი ფონი უნდა წარმოიქმნას სამყაროში მილიონობით შავი ხვრელის შერწყმის შედეგად. მისი არარსებობა მეცნიერებს საშუალებას აძლევს გამორიცხონ ჰაბლის მუდმივის ზედმეტად დაბალი მნიშვნელობები, რაც კიდევ ერთი ნაბიჯია ჰაბლის დაძაბულობის ამოხსნისკენ.
როდესაც შავი ხვრელები ერთმანეთს ერწყმის, ისინი წარმოქმნიან გრავიტაციულ ტალღებს — სივრცე-დროის რხევებს. გრავიტაციული ტალღების პარამეტრების გაზომვით შესაძლებელია წყარომდე მანძილის განსაზღვრა. თუ ასევე ცნობილია წყაროს წითელი წანაცვლება, შეიძლება გამოითვალოს ჰაბლის პარამეტრი (H0) მხოლოდ გრავიტაციული ტალღების გამოყენებით. ასეთ ობიექტებს „სტანდარტულ სირენებს“ უწოდებენ — ანალოგიით „სტანდარტულ სანთლებთან“, ანუ ცნობილი ნათობის მქონე ასტრონომიულ ობიექტებთან.
მეცნიერებმა გამოიყენეს გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორიების — LIGO–Virgo–KAGRA კოლაბორაციის — მესამე კატალოგში შესული 42 ორმაგი შავი ხვრელის მონაცემები. გრავიტაციული ტალღების მეოთხე კატალოგის მონაცემები ჯერ კიდევ დამუშავებისა და დაზუსტების ეტაპზეა. მხოლოდ გრავიტაციული ტალღების გამოყენებით ჩატარებული სხვადასხვა კვლევა ჰაბლის პარამეტრისთვის იძლევა შეფასებებს დაახლოებით დიაპაზონში: H₀≈ 46–79 კმ/წმ/მპკ.
ახალ კვლევაში ავტორებმა გააანალიზეს არა მხოლოდ უკვე დაფიქსირებული 42 შერწყმა, არამედ ისიც, რაც დეტექტორების მგრძნობელობის ზღვარს მიღმა უნდა დარჩეს — გრავიტაციული ფონი, რომელიც მილიონობით შორეული შავი ხვრელის შერწყმისგან უნდა წარმოიქმნებოდეს. თითოეული ასეთი მოვლენა ცალ-ცალკე ძალიან სუსტია დასაფიქსირებლად, მაგრამ ერთად ისინი ქმნიან საერთო „გუგუნს“. ეს ფონი ჯერ არ აღმოჩენილა და სწორედ მისი არარსებობა გახდა მთავარი მინიშნება.
მიზეზი ისაა, რომ ჰაბლის პარამეტრის უფრო მცირე მნიშვნელობა ნიშნავს, რომ იგივე წითელი წანაცვლების მქონე ობიექტები სინამდვილეში უფრო შორს მდებარეობს. შესაბამისად, დაკვირვებადი სამყაროს მოცულობა უფრო დიდი გამოდის და მასში მეტი შავი ხვრელის შერწყმა უნდა ხდებოდეს.
მეცნიერებმა შექმნეს მოდელი, რომელმაც ერთმანეთთან დააკავშირა შერწყმების სიხშირე, შავი ხვრელების თვისებები და კოსმოლოგიური პარამეტრები. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ თუ ჰაბლის პარამეტრის მნიშვნელობა დაბალი იქნებოდა, დაკვირვებადი სამყაროს ეფექტური მოცულობა უფრო დიდი გამოვიდოდა. ეს კი ნიშნავდა მეტ შერწყმას და შესაბამისად გრავიტაციული ტალღების ფონის უფრო ძლიერ სიგნალს. რადგან ასეთი ფონი ჯერ არ დაფიქსირებულა, H₀-ის ძალიან დაბალი მნიშვნელობები (დაახლოებით 50 კმ/წმ/მპკ-ის სიახლოვეს) შეიძლება გამოირიცხოს.
ამ მეთოდმა ჰაბლის დაძაბულობის შეზღუდვები უფრო ზუსტად განსაზღვრა, ვიდრე მხოლოდ ცალკეული შერწყმების ანალიზმა.
თუ ეს დასკვნები სწორია, დეტექტორების მგრძნობელობის ზრდასთან ერთად ეფექტიც გაძლიერდება. თუ გრავიტაციული ფონი კვლავ ვერ იქნა აღმოჩენილი, H₀-ის გაზომვის ქვედა ზღვარითან და თან გაიზრდება, და მეცნიერებს ექნებათ ძლიერი არგუმენტი ჰაბლის მუდმივის იმ დაბალი მნიშვნელობების წინააღმდეგ, რომლებიც რელიქტური გამოსხივების გაზომვებიდან მიიღება.
წყარო:
