Cái tên mà năng lượng tối của người Hồi giáo chỉ là một người giữ chỗ cho lực lượng - bất kể đó là gì - điều đó đang khiến Vũ trụ mở rộng. Các quan sát mới về một số ngôi sao biến thiên Cepheid của Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã tinh chỉnh phép đo tốc độ mở rộng của vũ trụ hiện tại đến độ chính xác trong đó sai số nhỏ hơn năm phần trăm. Giá trị mới cho tốc độ mở rộng, được gọi là hằng số Hubble, hoặc H0 (sau Edwin Hubble, người đầu tiên đo được sự giãn nở của vũ trụ gần một thế kỷ trước), là 74,2 km mỗi giây trên mỗi megapixel (biên sai số là ± 3,6). Các kết quả đồng ý chặt chẽ với phép đo trước đó được lấy từ Hubble là 72 ± 8 km / giây / megapixel, nhưng giờ chính xác hơn gấp đôi.
Phép đo Hubble, được thực hiện bởi Nhóm SHOES (Supernova H0 cho phương trình nhà nước) và được dẫn dắt bởi Adam Riess, thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và Đại học Johns Hopkins, sử dụng một số tinh chỉnh để hợp lý hóa và tăng cường xây dựng vũ trụ Thang khoảng cách, một chiều dài một tỷ năm ánh sáng, mà các nhà thiên văn học sử dụng để xác định tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Các quan sát của Hubble về các biến Cepheid đang dao động trong một điểm đánh dấu vũ trụ gần đó, thiên hà NGC 4258 và trong các thiên hà chủ của các siêu tân tinh gần đây, liên kết trực tiếp các chỉ số khoảng cách này. Việc sử dụng Hubble để bắc cầu cho các bậc thang này trong thang đã loại bỏ các lỗi hệ thống gần như không thể tránh khỏi bằng cách so sánh các phép đo từ các kính thiên văn khác nhau.
Riess giải thích về kỹ thuật mới: Mười Nó giống như đo một tòa nhà bằng thước dây dài thay vì di chuyển một đầu gậy cuối sân. Bạn tránh gộp các lỗi nhỏ bạn mắc phải mỗi khi bạn di chuyển thước đo. Tòa nhà càng cao, lỗi càng lớn.
Lucas Macri, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Texas A & M, và là người đóng góp đáng kể vào kết quả, cho biết, Cepheids là xương sống của thang khoảng cách bởi vì các chu kỳ xung của chúng, dễ dàng quan sát, tương quan trực tiếp với độ sáng của chúng. Một sàng lọc khác của thang của chúng tôi là thực tế là chúng tôi đã quan sát thấy các Cepheids trong các phần cận hồng ngoại của phổ điện từ nơi các ngôi sao biến đổi này là các chỉ số khoảng cách tốt hơn so với bước sóng quang.
Giá trị mới, chính xác hơn này của hằng số Hubble đã được sử dụng để kiểm tra và hạn chế các tính chất của năng lượng tối, dạng năng lượng tạo ra lực đẩy trong không gian, khiến tốc độ giãn nở của vũ trụ tăng tốc.
Bằng cách đóng khung lịch sử mở rộng của vũ trụ giữa ngày nay và khi vũ trụ chỉ xấp xỉ 380.000 năm tuổi, các nhà thiên văn học đã có thể đặt ra giới hạn về bản chất của năng lượng tối đang khiến quá trình giãn nở tăng tốc. (Phép đo cho đến nay, vũ trụ sơ khai bắt nguồn từ sự dao động trong nền vi sóng vũ trụ, như được giải quyết bởi thăm dò bất đẳng hướng lò vi sóng của NASA Wil Wilonon, WMAP, năm 2003.)
Kết quả của họ phù hợp với cách giải thích đơn giản nhất về năng lượng tối: nó tương đương về mặt toán học với hằng số vũ trụ giả thuyết của Albert Einstein, được giới thiệu cách đây một thế kỷ để đẩy lên không gian vũ trụ và ngăn không gian vũ trụ sụp đổ dưới lực hấp dẫn. (Tuy nhiên, Einstein đã loại bỏ hằng số một khi sự mở rộng của vũ trụ được phát hiện bởi Edwin Hubble.)
Nếu bạn đặt trong một hộp tất cả các cách mà năng lượng tối có thể khác với hằng số vũ trụ, thì hộp đó giờ sẽ nhỏ hơn gấp ba lần, Ri nói. Bạn có thể tiến bộ, nhưng chúng ta vẫn còn một chặng đường dài để tìm ra bản chất của năng lượng tối.
Mặc dù hằng số vũ trụ đã được hình thành từ lâu, nhưng bằng chứng quan sát về năng lượng tối đã không xuất hiện cho đến 11 năm trước, khi hai nghiên cứu, một do Riess và Brian Schmidt của Đài thiên văn Núi Stromlo và nghiên cứu khác của Saul Perlmutter của Lawrence Berkeley thực hiện Phòng thí nghiệm quốc gia, đã phát hiện ra năng lượng tối một cách độc lập, một phần với các quan sát của Hubble. Kể từ đó, các nhà thiên văn học đã theo đuổi các quan sát để mô tả rõ hơn năng lượng tối.
Cách tiếp cận của Riessith để thu hẹp các giải thích thay thế cho năng lượng tối, cho dù đó là hằng số vũ trụ tĩnh hay trường động lực (như lực đẩy đẩy lạm phát sau vụ nổ lớn) .isis để tinh chỉnh thêm các phép đo về lịch sử giãn nở của vũ trụ.
Trước khi Hubble được đưa ra vào năm 1990, các ước tính của hằng số Hubble thay đổi theo hệ số hai. Vào cuối những năm 1990, Dự án Khóa Kính viễn vọng Không gian Hubble trên Thang đo Khoảng cách Mở rộng đã tinh chỉnh giá trị của hằng số Hubble thành một lỗi chỉ khoảng mười phần trăm. Điều này đã được thực hiện bằng cách quan sát các biến Cepheid ở bước sóng quang ra khoảng cách lớn hơn so với trước đây và so sánh chúng với các phép đo tương tự từ các kính thiên văn trên mặt đất.
Nhóm SHOES đã sử dụng Máy ảnh hồng ngoại gần Hubble và Máy quang phổ đa đối tượng (NICMOS) và Máy ảnh khảo sát nâng cao (ACS) để quan sát 240 ngôi sao biến thiên Cepheid trên bảy thiên hà. Một trong những thiên hà này là NGC 4258, có khoảng cách được xác định rất chính xác thông qua các quan sát bằng kính viễn vọng vô tuyến. Sáu thiên hà khác gần đây đã tổ chức siêu tân tinh loại Ia là các chỉ số khoảng cách đáng tin cậy cho các phép đo thậm chí xa hơn trong vũ trụ. Siêu tân tinh loại Ia đều phát nổ với lượng năng lượng gần như nhau và do đó có độ sáng nội tại gần như nhau.
Bằng cách quan sát Cepheids với các tính chất rất giống nhau ở bước sóng gần hồng ngoại trong cả bảy thiên hà và sử dụng cùng một kính thiên văn và dụng cụ, nhóm nghiên cứu có thể hiệu chỉnh chính xác hơn độ chói của siêu tân tinh. Với khả năng mạnh mẽ của Hubble, nhóm nghiên cứu đã có thể vượt qua một số nấc thang đáng sợ nhất dọc theo thang khoảng cách trước đó liên quan đến sự không chắc chắn trong hành vi của Cepheids.
Riess cuối cùng muốn thấy hằng số Hubble được tinh chỉnh thành một giá trị với sai số không quá một phần trăm, để đặt các ràng buộc thậm chí chặt chẽ hơn đối với các giải pháp đối với năng lượng tối.
Nguồn: Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian
