Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các phép đo sóng hấp dẫn từ khoảng 50 sao neutron nhị phân trong thập kỷ tới sẽ giải quyết dứt điểm một cuộc tranh luận gay gắt về việc vũ trụ của chúng ta đang giãn nở nhanh như thế nào, theo phát hiện mới.
Các phép đo của sóng hấp dẫn từ khoảng 50 sao neutron nhị phân trong thập kỷ tới sẽ giải quyết dứt điểm một cuộc tranh luận gay gắt về việc vũ trụ của chúng ta đang giãn nở nhanh như thế nào, theo phát hiện từ một nhóm quốc tế bao gồm Đại học London (UCL) và các nhà vũ trụ học của Viện Flatiron.
Vũ trụ đã được mở rộng trong 13,8 tỷ năm. Tốc độ mở rộng hiện tại của nó, được gọi là “hằng số Hubble”, cho thời gian trôi qua kể từ Vụ nổ lớn.
Tuy nhiên, hai phương pháp tốt nhất được sử dụng để đo hằng số Hubble có kết quả mâu thuẫn, điều này cho thấy sự hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và lịch sử của vũ trụ “mô hình vũ trụ tiêu chuẩn” có thể không chính xác.
Nghiên cứu, được công bố hôm nay trên Tạp chí Vật lý , cho thấy dữ liệu độc lập mới từ sóng hấp dẫn phát ra từ các sao neutron nhị phân gọi là “còi báo động tiêu chuẩn” sẽ phá vỡ bế tắc giữa các phép đo xung đột một lần và mãi mãi.
“Chúng tôi đã tính toán rằng bằng cách quan sát 50 sao neutron nhị phân trong thập kỷ tới, chúng tôi sẽ có đủ dữ liệu sóng hấp dẫn để xác định độc lập phép đo tốt nhất của hằng số Hubble”, tiến sĩ Stephen Feeney thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn tính toán tại Viện Flatiron tại thành phố New York. “Chúng tôi sẽ có thể phát hiện đủ các vụ sáp nhập để trả lời câu hỏi này trong vòng năm đến 10 năm.”
Hằng số Hubble, sản phẩm làm việc của Edwin Hubble và Georges Lemaître trong những năm 1920, là một trong những con số quan trọng nhất trong vũ trụ học. Hằng số “là điều cần thiết để ước tính độ cong của không gian và tuổi của vũ trụ, cũng như khám phá số phận của nó”, đồng tác giả nghiên cứu của UCL, Giáo sư Vật lý & Thiên văn học Hiranya Peiris cho biết.
“Chúng ta có thể đo hằng số Hubble bằng cách sử dụng hai phương pháp – một phương pháp quan sát sao Cepheid và siêu tân tinh trong vũ trụ địa phương và lần thứ hai sử dụng các phép đo bức xạ nền vũ trụ từ vũ trụ sơ khai – nhưng các phương pháp này không cho cùng một giá trị, có nghĩa là mô hình vũ trụ tiêu chuẩn của chúng ta có thể bị thiếu sót. “
Feeney, Peiris và các đồng nghiệp đã phát triển một kỹ thuật áp dụng phổ biến để tính toán dữ liệu sóng hấp dẫn sẽ giải quyết vấn đề như thế nào.
Sóng hấp dẫn được phát ra khi các sao neutron nhị phân xoắn ốc về phía nhau trước khi va chạm vào một tia sáng chói có thể được phát hiện bằng kính viễn vọng. Các nhà nghiên cứu của UCL đã tham gia phát hiện ánh sáng đầu tiên từ sự kiện sóng hấp dẫn vào tháng 8/2017.
Các sự kiện sao neutron nhị phân rất hiếm, nhưng chúng là vô giá trong việc cung cấp một tuyến đường khác để theo dõi vũ trụ đang giãn nở như thế nào. Sóng hấp dẫn mà chúng phát ra gây ra những gợn sóng trong không gian có thể được phát hiện bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế tia laser (LIGO) và các thí nghiệm của Xử Nữ, đưa ra một phép đo chính xác về khoảng cách của hệ thống với Trái đất.
Ngoài ra, bằng cách phát hiện ánh sáng từ vụ nổ đi kèm, các nhà thiên văn học có thể xác định vận tốc của hệ thống và từ đó tính toán hằng số Hubble bằng định luật Hubble.
Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa cần bao nhiêu quan sát như vậy để giải quyết vấn đề đo hằng số Hubble một cách chính xác.
“Điều này đến lượt nó sẽ dẫn đến một bức tranh chính xác nhất về cách vũ trụ đang mở rộng và giúp chúng ta cải thiện mô hình vũ trụ tiêu chuẩn”, giáo sư Peiris kết luận.
Nghiên cứu có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Viện Flatiron (Hoa Kỳ), UCL, Đại học Stockholm, Đại học Radboud (Hà Lan), Đại học Hoàng gia Luân Đôn và Đại học Chicago. Đóng góp của UCL được tài trợ bởi Hội đồng nghiên cứu châu Âu.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Simons Foundation . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.