- Sākums -
- Visums -
- Galaktikas
Galaktika vīna glāzē
Publicēts: 7.03.2010
Veselas galaktikas tiek izmantotas kā lēcas, lai palūkotos uz tālākām galaktikām. Tas ir veids kā zinātnieki var precīzi noteikt Visuma vecumu un izmērus. Kombinējot šo tehnoloģiju, kas tiek dēvēta par "galaktika vīna glāzē", ar citām metodēm, iespējams noteikt arī citas Visumu raksturojošas īpašības.
Šie mērījumi ir palīdzējuši precizēt Habla konstanti un Visuma vecumu, kas šobrīd ir apstiprināts kā 13,75 miljardi gadu ar 170 miljons gadu iespējamo kļūdu. Pētījumu rezultāti apstiprina tumšās enerģijas lomu Visuma paātrinātās izplešanās nodrošināšanā.
Kavli daļiņu astrofizikas un kosmoloģijas institūta, Stenfordas universitātes un Bonnas universitātes zinātnieki savos pētījumos izmantoja Habla teleskopa un WMAP zondes datus.
Pētnieku komanda izmantoja gravitācijas lēcošanas metodi, lai noteiktu attālumu, kādu noiet gaisma no kādas spožas, aktīvas galaktikas pa dažādiem ceļiem. Zinot laiku un ātrumus, kādi iesaistīti šajos procesos, zinātnieki ne tikai noteica attālumu līdz konkrētajai galaktikai, bet arī precizēja Visuma izmērus un dažas izplešanās nianses.
Ir diezgan grūti nošķirt spožu gaismas avotu, kas atrodas tālu, no tuvāk esoša, bet nespodra objekta. Gravitācijas lēcošana ļauj apiet šo problēmu, nodrošinot dažādus skatījumus uz gaismas noieto ceļu.
"Mēs zinājām, ka lēcošana ļauj fizikāli izmērīt Habla konstanti," teica Fils Māršals. Tomēr nekad agrāk lēcošana netika izmantota, lai šo mērījumu veiktu tik precīzi. Līdz šim precizitāti ieguva supernovu novērojumos un kosmiskā mikroviļņu fona pētījumos. "Gravitācijas lēcošana ir kļuvusi par konkurētspējīgu rīku astrofiziķa darbarīku komplektā," piebilda Māršals.
Kad tuvumā esošs, liels objekts, piemēram, galaktika, atrodas kāda tālāka objekta, piemēram, citas galaktikas, priekšplānā, gaisma var apliekties šķērslim apkārt. Gaisma to parasti neveic tikai pa vienu ceļu, bet izvēlas vairākus, vairākkārtīgi palielinot saņemtās informācijas apjomu par tālāk esošo objektu. Tādejādi zinātniekiem ir iespējams izpētīt gaismas plūsmu pa dažādiem ceļiem, kā tas arī tika paveikts ar izpētes objektu B1608+656.
"Mūsu gadījumā bija četras avota kopijas, kas izskatījās kā gaismas gredzens ap lēcu," pastāstīja pētījuma vadītāja Šerija Suju no Bonnas universitātes.
Lai arī zinātnieki nezina, kad gaisma pameta avotu, viņi var salīdzināt tās ierašanās laikus. Tas ir kā salīdzināt četras mašīnas, kas izbrauc no vienas vietas un dodas uz mērķi pa četriem dažādiem ceļiem. Savā ceļojumā tās saskaras ar dažādiem kavēkļiem, tādēļ to ierašanās galapunktā nebūs vienlaicīga.
"Sastrēgumi lielpilsētā ir kā masas blīvums lēcas galaktikā," skaidroja Māršals. "Ja jūs izvēlaties garāko ceļu, tas nenozīmē, ka būs vērojama visilgākā aizkavēšanās. Dažreiz īsākais ceļš mēdz izrādīties lēnākais."
Gravitācijas lēcošanas vienādojumā tiek ņemti vērā visi mainīgie - attālums, blīvums, tādejādi sniedzot labāku izpratni par to, kad gaisma ir pametusi tālāko galaktiku un cik tālu ceļu tā ir nogājusi.
Agrāk šī metode bija visai kļūdaina, bet šobrīd fiziķi uzskata, ka tā ir līdzvērtīga citām mērīšanas metodēm. Tā ir palīdzējusi precizēt Habla konstanti un samazināt iespējamo šīs konstantes kļūdu.
Tomēr joprojām jāņem vērā daži aspekti, izmantojot lēcošanas metodi. Piemēram, putekļi lēcā var būtiski ietekmēt rezultātu. Habla teleskopa infrasarkano staru filtri palīdz izvairīties no šī defekta.
Māršals pastāstīja, ka šo pētījumu turpina vairākas grupas, atklājot jaunas sistēmas un turpinot jau zināmo lēcu izpēti. Šobrīd ir zināmas vairāk kā divdesmit sistēmas, kuru analīzei var izmantot gravitācijas lēcošanas metodi.
Iesakām noskatīties Māršala versiju (.MOV; 62,5 MB) par "galaktiku vīna glāzē", varēsiet paši izmēģināt lēcošanu.
SLAC National Accelerator Laboratory
Komentāri
