1920 년대에 Edwin Hubble은 우주가 확장 된 상태라는 획기적인 계시를 만들었습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 결과로 원래 예측 된이 확인은 허블 상수 (Hubble 's Constant)로 알려진 것이 었습니다. 수십 년 동안, 적절한 이름의 허블 우주 망원경 (HST)과 같은 차세대 망원경의 배치 덕분에 과학자들은이 법을 개정해야했습니다.
요컨대, 지난 수십 년 동안 천문학 자들은 우주를 더 먼 거리에서 더 깊이 볼 수있게 됨으로써 초기 우주가 얼마나 빨리 확장되었는지에 대한 정확한 측정을 할 수있게되었습니다. 국제 천문학 자 팀은 허블을 사용하여 수행 한 새로운 조사 덕분에 지금까지 우주의 팽창률을 가장 정확하게 측정 할 수있었습니다.
이 조사는 2005 년부터 허블 상수의 정확도를 개선하기 위해 노력해온 국제 천문학 자 그룹 인 SH0ES (Super Equation of State) 팀 (SH0ES)에 의해 수행되었습니다.이 그룹은 우주의 아담 레이스 (Adam Reiss) 망원경 과학 연구소 (STScI)와 존스 홉킨스 대학교 (Johns Hopkins University)는 미국 자연사 박물관, 닐스 보어 연구소, 국립 광학 천문학 관측소 및 많은 유명한 대학과 연구 기관의 회원을 포함합니다.
그들의 발견을 설명하는 연구는 최근에 나타났다 천체 물리 저널 제목에서 "Redshift의 유형 Ia 초신성 거리> 1.5 허블 우주 망원경 다중 사이클 재무 프로그램 : 조기 확장 률“. 연구를 위해 그리고 장기 목표와 일치시키기 위해, 팀은 새롭고보다 정확한 "거리 사다리"를 구성하고자했습니다.
이 도구는 천문학 자들이 전통적으로 우주에서 거리를 측정 한 방법으로, 세 페이드 변수와 같은 거리 마커에 의존합니다. 고유 한 밝기와 겉보기 밝기를 비교하여 거리를 추론 할 수있는 맥동 별입니다. 이 측정 값은 은하 사이의 공간이 얼마나 빨리 확장되는지 결정하기 위해 거리 은하의 빛이 적색 편이되는 방식과 비교됩니다.
이것으로부터 허블 상수가 도출됩니다. 멀리 떨어진 사다리를 만들기 위해 Riess와 그의 팀은 은하수에서 새로 분석 된 8 개의 Cepheid 변수 별인 Hubble의 Wide Field Camera 3 (WFC3)을 사용하여 시차 측정을 수행했습니다. 이 별들은 지구에서 6,000에서 12,000 광년 사이에 이전에 연구 된 것보다 약 10 배 더 멀리 떨어져 있으며 더 긴 간격으로 맥동합니다.
이 별들의 흔들림을 설명하는 정확성을 보장하기 위해 팀은 Hubble이 4 년 동안 6 개월마다 분당 천 번의 별의 위치를 측정하는 새로운 방법을 개발했습니다. 그런 다음이 8 개의 별의 밝기를 더 멀리있는 세 페이드와 비교하여 다른 은하까지의 거리를 더 정확하게 계산할 수 있습니다.
새로운 기술을 사용하여 허블은 다른 별들에 비해이 별들의 위치 변화를 포착 할 수 있었으며, 그로 인해 많은 일들이 단순화되었습니다. Riess가 NASA 보도 자료에서 설명했듯이 :
“이 방법은 시차로 인한 매우 작은 변위를 측정 할 수있는 기회를 반복적으로 허용합니다. 카메라의 한 곳 에서뿐만 아니라 수천 번 이상 두 별 사이의 거리를 측정하고있어 측정 오류를 줄입니다.”
이전 조사와 비교하여 팀은 분석 된 별의 수를 최대 10 배까지 거리까지 확장 할 수있었습니다. 그러나 그들의 결과는 2009 년에 배치 된 이래 빅뱅이 만든 남은 방사선 인 우주 마이크로파 배경 (CMB)을 측정 해 온 유럽 우주국 (ESA)의 플랑크 위성에 의해 얻은 결과와 모순된다.
CMB를 매핑함으로써 플랑크 (Planck)는 초기 우주에서 우주의 팽창을 추적 할 수있었습니다. 빅뱅 이후 378,000 년. Planck의 결과에 따르면 허블 상수 값은 이제 메가 파섹 당 초당 67 킬로미터 (3,300 만 광년) 여야하고 메가 파섹 당 초당 69 킬로미터를 넘지 않아야합니다.
sruvey를 기반으로 Riess의 팀은 메가 파섹 당 초당 73 킬로미터의 값을 얻었으며 9 %의 불일치가있었습니다. 본질적으로 그들의 결과는 은하가 초기 우주 관측에 의해 암시 된 것보다 더 빠른 속도로 움직이고 있음을 나타냅니다. 허블 데이터는 매우 정확했기 때문에 천문학 자들은 단일 측정이나 방법에서 두 결과 사이의 오차를 오류로 해소 할 수 없습니다. Reiss가 설명했듯이 :
“커뮤니티는이 불일치의 의미를 이해하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 두 결과는 여러 가지 방법으로 테스트되었으므로 일련의 관련없는 실수는 제외됩니다. 이것이 버그가 아니라 우주의 특징 일 가능성이 점점 높아지고 있습니다.”
그러므로 이러한 최신 결과는 이전에 알려지지 않은 힘이나 새로운 물리가 우주에서 작용하고 있음을 시사합니다. 설명의 관점에서, Reiss와 그의 팀은 우리가 볼 수없는 우주의 95 % (암흑 물질과 암흑 에너지)와 관련된 세 가지 가능성을 제공했습니다. 2011 년에 Reiss와 다른 두 과학자는 우주가 빠르게 확장되고 있다는 1998 년 발견으로 노벨 물리학상을 수상했습니다.
그것과 일치하여 그들은 암흑 에너지가 힘을 증가시키면서 은하계를 밀어 낼 수 있다고 제안합니다. 또 다른 가능성은 중성미자와 유사하지만 아 원자력 대신 중력에 의해 정상적인 물질과 상호 작용할 수있는 발견되지 않은 아 원자 입자가 있다는 것입니다. 이“멸균 중성미자”는 빛의 속도에 가깝게 이동하며 총체적으로“어두운 방사선”으로 알려져 있습니다.
이러한 가능성 중 하나는 초기 우주의 내용이 다르기 때문에 우주 모델을 다시 생각해야한다는 것을 의미합니다. 현재 Riess와 동료는 답변을받지 못했지만 측정을 계속 미세 조정할 계획입니다. 지금까지 SHoES 팀은 허블 상수의 불확실성을 2.3 %로 줄였습니다.
이것은 허블 우주 망원경의 중심 목표 중 하나와 관련이 있는데, 이는 허블 상수에서 불확실성 값을 낮추는 데 도움이되었으며, 추정치가 2 배씩 변했습니다.
따라서 이러한 불일치로 인해 새롭고 까다로운 질문에 대한 문이 열리지 만 우주를 측정 할 때의 불확실성이 크게 줄어 듭니다. 궁극적으로 이것은 138 억 년 전에 불 같은 대격변 속에서 우주가 어떻게 진화했는지에 대한 이해를 향상시킬 것입니다.
