Ηλικία του σύμπαντος. Νέα μέθοδος, ίδιο αποτέλεσμα.

[supernovus]

Άρθρο από το astronews.com

Link: http://www.astronews.com/news/artikel/2010/03/1003-002.shtml

 

Επιτρέψτε μου να παραθέσω μια δική μου μετάφραση του άρθρου. Επειδή είναι ένα θέμα που πιθανόν γνωρίζω μόνο επιφανειακά, παρακαλώ συγχωρήστε μου και επισημάνετέ μου τυχόν νοηματικά λάθη.

 

ΒΑΡΥΤΙΚΟΙ ΦΑΚΟΙ

Η ηλικία του σύμπαντος υπολογίστηκε ξανά.

 

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων υπολόγισε εκ νέου την ηλικία του σύμπαντος. Γι' αυτό το σκοπό χρησιμοποίησαν μια συγκριτικά νέα διαδικασία, κατά την οποία ερμηνεύονται οι μεταβολές φωτεινότητας γύρω από έναν βαρυτικό φακό. Η ηλικία του σύμπαντος που βρέθηκε μ’ αυτό τον τρόπο συμφωνεί με την τιμή που είχε βρεθεί προηγούμενα με άλλο τρόπο. Η ομάδα προσδιόρισε επίσης την καμπύλωση του χώρου και το ποσοστό της σκοτεινής ενέργειας.

 

Το σύμπαν μας είναι 13,75 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτό είναι το - όχι και τόσο απρόσμενο - αποτέλεσμα μιας νέας έρευνας την οποία πραγματοποίησαν ερευνητές απ' το πανεπιστήμιο της Βόννης από κοινού με συναδέλφους τους των αμερικανικών πανεπιστημίων του Στάνφορντ και της Καλιφόρνιας καθώς επίσης και του Γκρόνιγκεν της Ολλανδίας. Οι επιστήμονες μελέτησαν φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble κι έλαβαν υπ' όψιν τους περισσότερους παράγοντες απ' ότι προηγούμενες έρευνες. Γι' αυτό και κατά την άποψη των συγγραφέων της έρευνας η ηλικία του σύμπαντος που υπολόγισαν βρίσκεται ιδιαίτερα κοντά στην πραγματικότητα. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν σύντομα στο επιστημονικό περιοδικό Astrophysical Journal.

Η ομάδα των ερευνητών υπολόγισε με την βοήθεια βαρυτικών φακών, όπως ονομάζονται, την Σταθερά του Hubble. Αυτή περιγράφει το πόσο γρήγορα διαστέλλεται το σύμπαν μας. Απ' αυτό μπορεί κανείς να βρει πόσος χρόνος πέρασε απ' την Μεγάλη Έκρηξη. Μέχρι τώρα θεωρείτο η μέθοδος των βαρυτικών φακών ως σχετικά μη αξιόπιστη

Η Δρ Sherry Suyu του πανεπιστημίου της Βόννης και οι συνάδελφοί της μπόρεσαν τώρα να υπολογίσουν την Σταθερά με μια ακρίβεια του 7% στα 69,7 Km/s/Mpc. Όσο για την ηλικία του σύμπαντος λέει η Δρ Suyu: «Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας το σύμπαν έχει ηλικία 13,75 δισεκατομμύρια χρόνια. Το πολύ 170 εκατομμύρια γηραιότερο ή 150 εκατομμύρια χρόνια νεότερο.»

Για να προσδιορίσουν τη Σταθερά του Hubble, πρέπει οι ερευνητές να γνωρίζουν πόσο μακριά βρίσκεται από μας ένας γαλαξίας και πόσο γρήγορα αυτός απομακρύνεται από εμάς. Το τελευταίο εξακριβώνεται με τη βοήθεια της μετατόπισης προς το ερυθρό: Όσο γρηγορότερα κινείται ένας γαλαξίας, τόσο μεγαλύτερη μετατόπιση προς την ερυθρή περιοχή του φάσματος παρουσιάζει το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπεται απ’ αυτόν. Το να προσδιορίσει κανείς την ακριβή απόσταση της Γης από έναν άλλο γαλαξία είναι αντίθετα πολύ πιο πολύπλοκο.

Η διεθνής ομάδα χρησιμοποίησε γι’ αυτό το σκοπό μια σχετικά νέα μέθοδο. Παρατήρησαν ένα γαλαξία – την ονομαζόμενη «πηγή» - ο οποίος να βρίσκεται πίσω από δύο άλλους κοντά-κοντά ευρισκόμενους μεγάλους γαλαξίες. Η ισχυρή βαρυτική έλξη αυτών των γαλαξιών καμπυλώνει το χώρο. Όταν περνάει φως από την πηγή κοντά απ’ αυτούς τους γαλαξίες, εκτρέπεται εξ αιτίας της βαρύτητας περίπου σαν μέσα από οπτικό φακό. Γι’ αυτό οι αστρονόμοι μιλούν σ’ αυτή την περίπτωση για βαρυτικούς φακούς.

Ως επακόλουθο αυτού βλέπουμε την πηγή όχι μια φορά, αλλά ταυτόχρονα πολλές φορές στον ουρανό, μια και το φως μπορεί να φτάνει σ’ εμάς από διαφορετικές οδούς γύρω από τους γαλαξίες-φακούς. Στην περίπτωσή μας υπήρχαν τέσσερεις απεικονίσεις της πηγής, οι οποίες εμφανίζονταν σε κυκλική διάταξη γύρω απ' τον φακό, εξηγεί η Suyu.Ο ίδιος ο γαλαξίας-πηγή άλλαζε όσο περνούσε ο καιρός τη φωτεινώτητά του. Αυτή η αλλαγή φωτεινότητας εμφανίστηκε και στις τέσσερεις απεικονίσεις σε διαφορετικούς χρόνους.”Οι δρόμοι που μπορεί να πάρει το φως του γαλαξία-πηγή μέσα απ' τους φακούς, έχουν διαφορετικό μήκος” λέει η Suyu. Γι' αυτό ήταν πιο φωτεινή πρώτα η εικόνα κάτω αριστερά. Περίπου 30 μέρες αργότερα έγινε η απεικόνιση στο πάνω μέρος του φακού φωτεινότερη”. Από τη διαφορά του χρόνου ανάμεσα στις τέσσερεις εικόνες μπόρεσαν οι αστρονόμοι να προσδιορίσουν την απόσταση από την Πηγή.

Ο δρ. Φιλ Μάρσαλ του Ινστιτούτου Φυσικής Αστροσωματιδίων και Κοσμολογίας Kavli του πανεπιστημίου Στάνφορντ στην Καλιφόρνια επισημαίνει: “αν γνωρίζουμε πως είναι φτιαγμένος ο φακός, μπορούμε να προβλέψουμε πόσο χρόνο θα χρειαστεί το φως των τεσσάρων εικόνων για να φτέσει απ' την Πηγή μέσα απ' τον φακό σ' εμάς. Αν συγκρίνουμε αυτά τα στοιχεία με τη διαφορά του χρόνου που πραγματικά παρατηρούμε στις τέσσερεις εικόνες των οποίων η φωτεινότητα αυξομειώνεται ρυθμικά, μπορούμε να γνωρίζουμε πόσο μακρυά βρίσκονται από μας ο γαλαξίας-φακός και η Πηγή.

Για πρώτη φορά συμπεριέλαβε η ομάδα στους υπολογισμούς της κι όλους τους άλλους γαλαξίες, που βρίσκονται ανάμεσα στη Γη και την Πηγή. “Χωρίς αυτές τις πρόσθετες μάζες παίρνει κανείς μια πολύ υψηλή τιμή για τη Σταθερά του Hubble” μας εξηγεί ο δρ. Στέφαν Χίλμπερτ, ένας συνάδελφος της Suyu στο Ινστιτούτο Argelander της Βόννης.Έτσι το σύμπαν θα υπολογιζόταν νεότερο απ' ότι είναι στην πραγματικότητα.

Ερευνητές πριν απ' αυτούς είχαν μάλλον απλώς λάβει ως προϋπόθεση στον υπολογισμό της Σταθεράς του Hubble ότι το σύμπαν είναι επίπεδο κι όχι καμπυλωμένο. Η Suyu και οι συνεργάτες της υπολόγισαν τώρα ότι αυτή η υπόθεση ισχύει πραγματικά. Κι ακόμη και για την Σκοτεινή Ενέργεια που ωθεί το σύμπαν να διαστελλεί όλο και πιο γρήγορα, είχαν να πουν κάτι: “Οι υπολογισμοί μας έδειξαν ότι το σύμπαν μας αποτελείται κατά 72% από σκοτεινή ενέργεια, όπως κι αν μοιάζειαυτή” λέει η Suyu.”Το υπόλοιπο είναι η συνήθης ύλη που γνωρίζουμε, και Σκοτεινή Ύλη για την οποία ψάχνουν μεταξύ άλλων οι ερευνητές στο CERN τη Γενεύη.”

 

Σημείωση: Στην φωτογραφία της σχετικής ιστοσελίδας, σημειώνονται με A,B,C,D οι 4 εικόνες του γαλαξία-πηγή, όπως προβάλονται γύρω απ' το σύστημα των βαρυτικών φακών G1-G2

[Heal]

Φίλε supernovus,

 

Να'σαι καλά για τη μετάφραση του άρθρου, είναι πολύ σημαντικό αυτό το αποτέλεσμα για τον προσδιορισμό της ηλικίας του Σύμπαντος και είναι ενδιαφέρουσα η συμφωνία με τις άλλες μεθόδους. Η αξία του συνίσταται στο ότι δεν κάνει τις ίδιες υποθεσεις που χρησιμοποιούν άλλες μέθοδοι. Με αυτό τον τρόπο στην ουσία έχουμε τη δυνατότητα να προσδιορίσουμε με μεγάλη ακρίβεια τα αποτελέσματα αλλά κυρίως να ελέγξουμε τη συνέπεια των μεθόδων μας.

 

Αξίζει επίσης να θυμηθούμε και ιστορικά την αξία αυτών των υπολογισμών αλλά και τη σημασία των συστηματικών σφαλμάτων που οφείλονται σε λανθασμένες υποθέσεις ή φαινόμενα που αγνοούνται από την επιστημονική κοινότητα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η χρήση των Κηφείδων για τον προσδιορισμό των αποστάσεων. Αρχικά ο Hubble με τις παρατηρήσεις της ερυθράς μετατόπισης και της απόστασης, μέσω των Κηφείδων η τελευταία, προσδιόρισε την σταθερά της διαστολής σε μια τιμή πολύ μεγαλύτερη από αυτή που υπολογίζουμε σήμερα, και η ηλικία του Σύμπαντος θα ήταν πολύ μικρότερη -πράγμα που οδηγούσε σε ασυμφωνίες σε σχέση με αντικείμενα τα οποία φαίνονταν να είναι πιο παλιά από το ίδιο το Σύμαν. Όταν έγινε γνωστό από τον Baade ότι οι Κηφείδες ανήκουν σε δύο πληθυσμούς έγινε μια σημαντική διόρθωση στις αποστάσεις και ο προσδιορισμός της ηλικίας του Σύμπαντος συνέκλινε σε μια λογική τιμή. Έκτοτε οι διάφορες μέθοδοι συγκλίνουν στο στο ίδιο αποτέλεσμα.

[mnova]

Ευχαριστούμε για την μετάφραση

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Ετσι υπαρχει πλεον μεγαλη ακριβεια στην ηλικια του συμπαντος.Μην ξεχναμε μονο οτι αναφερομαστε σε χρονο οπως τον μετραμε τωρα και οχι οπως κυλουσε στα πρωτα κλασματα του δευτερολεπτου μετρα την μεγαλη εκρηξη(εξαιρετικα αργα).Ισως να ειναι καλυτερα να μετραμε απο την εποχη του διαπερατου για το φως συμπαν.

[rados]

Έχω μια απορία, που μου γεννήθηκε παρακολουθώντας ένα βίντεο του Δανέζη.

Ο χρόνος σε μια μεγάλη μάζα έχει την συνήθεια να κυλάει πιο αργά.

Σε μια υπέρ-πυκνη μάζα που ήταν θεωρητικά το σύμπαν κατά το big bag ο χρόνος θα έπρεπε να κυλά απελπιστικά αργά, η αν η μάζα θεωρηθεί άπειρη, η διάρκεια του χρόνου να απειρίζεται και τα πρώτα dt χρονικά διαστήματα θα έπρεπε να είναι τεράστια.

Οπότε πως μπορούμε να μιλάμε για μερικά δισ χρόνια?

[dimis]

Πολυ σωστες παρατηρησεις.Το δευτερολεπτο στις αρχικες στιγμες του συμπαντος ήταν σχεδον απειρο οπως και η μαζα του συμπαντος oπως προβλεπει η γενικη θεωρια της σχετικοτητας καθως οσο μεγαλυτερη ειναι η μαζα ενος σωματος τοσο μαγαλητερη ειναι και η καμπυλοση που προκαλει στο χωροχρονο και οσο μεγαλυτερη καμπυλωση υπαρχει στον χωροχρονο τοσο μεγαλυτερη διαρκεια εχει ενα ανθρωπίνος μετρουμενο δευτερολεπτο.

Αρα ειναι σχετικο το να μιλαμε για την ηλικια του συμπαντος και να την μετραμε με δευτερολεπτο οταν η τιμη του δευτερολεπτου δεν ηταν ιδια κατα την εξελιξη του συμπαντος.

Να προσθεσω εδω οτι η θεωρια της σχετικοτητας εχει αποδειχθει πειραματικα και συνεχιζει να αποδεικνυεται καθημερινα αντιθετα με την σκοτεινη υλη που ακομα την ψαχνουμε και περιμενουμε αποτελεσματα κυριως απο το cern.

[georgexiro]

Αυτη η καμπυλωση διμιουργειται επισης απο υψηλες ταχυτητες.

π.χ αν ειμαστε σε ενα διαστημικο πυραυλο ο οποιος τρεχει με 1% την ταχυτητα του φωτος,

60 δευτερολεπτα σε εμας θα ηταν περιπου 60 και στην Γη αλλα αν εμεις πηγαιναμε με το 98% της ταχυτητας του φωτος τοτε 60 δευτερολεπτα σε εμας θα ηταν περιπου 120 δευτερολεπτα στην Γη.

Αυτο οπως ειπατε ωφειλεται στην μαζα,

εφ'οσον ενα αντικειμενο αποκτα ολο και περισσοτερη μαζα οσο πλησιαζει την ταχυτητα του φωτος τοσο πιο αργα θα κυλαει ο χρονος (συμφωνα με την θεωρια της σχετικοτητας).

Ετσι το αρχικο συμπαν που ειχε απο μονο του απειρη μαζα και πυκνοτητα και που κινειται πιο γρηγορα απο το φως, ενα κλασμα δευτερολεπτου θα επρεπε σιγουρα να διαρκει χιλιαδες χρονια.

[rados]

Για να δούμε αν το πιάνω καλά.

Ένα ρολογάκι εντός σύμπαντος θα μέτραγε μερικά δισ χρόνια, ενώ κάποιο εκτός σύμπαντος στο σημείο μηδέν θα μέτραγε άπειρο χρόνο.

Αλλά αν ο χρόνος που μετράει το ρολογάκι εντός είναι διαφορετικής διάρκειας σε διαφορετικές χρονικές στιγμές δημιουργείται το παράδοξο να αθροίζουμε χρόνια που έχουν διαφορετική διάρκεια. Άρα μήπως όπως λέει και ο Δανέζης ξεχειλώνουμε τις έννοιες των μετρήσεών μας κατά το δοκούν για να βγάλουμε αποτέλεσμα ή η σύγκριση του εντός με το ρολογάκι εκτός, δεν έχει έννοια?

Προσωπικά τείνω στο δεύτερο.

[ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ ΛΕΩΝ]

Δεν εχει νοημα να μιλαμε για χρονο εκτος συμπαντος,μιας και οι τρεις χωρικες και η μια χρονικη διασταση ειναι του συμπαντος μας.Πιο ευκολο ειναι να πουμε οτι το συμπαν υπαρχει απο την αρχη του χρονου,απλα τωρα αυτος κυλαει πιο γρηγορα για εμας(για ενα φωτονιο κυλαει πολυ πιο αργα).

Εκτος συμπαντος υπαρχει μη χωρος και μη χρονος,οτι και να σημαινει αυτο.Με το φαινομενο του πληθωρισμου <φουσκωσε> αποτομα ο χωρος,αρα η υλη(ακτινοβολια)επεσε σε πυκνοτητα και ο χρονος αρχισε να κυλαει πιο αργα.