Содержание
Физики уточнили постоянную Хаббла и возраст Вселенной
https://ria.ru/20200727/1575005151.html
Физики уточнили постоянную Хаббла и возраст Вселенной
Физики уточнили постоянную Хаббла и возраст Вселенной — РИА Новости, 27.07.2020
Физики уточнили постоянную Хаббла и возраст Вселенной
Американские и британские физики, используя известные расстояния от Земли до пятидесяти галактик, уточнили значение постоянной Хаббла, использующейся в расчетах РИА Новости, 27.07.2020
2020-07-27T18:16
2020-07-27T18:16
2020-07-27T18:16
наука
астрономия
сша
великобритания
наса
космос — риа наука
физика
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/152176/23/1521762391_0:52:1224:741_1920x0_80_0_0_8ffc5fd9c16abfeef40937f2c0ccba93.jpg
МОСКВА, 27 июл — РИА Новости. Американские и британские физики, используя известные расстояния от Земли до пятидесяти галактик, уточнили значение постоянной Хаббла, использующейся в расчетах возраста Вселенной, который, в соответствии с новыми данными, составляет 12,6 миллиардов лет.
Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomical Journal.На сегодняшний день время Большого взрыва, породившего Вселенную, ученые оценивают с помощью компьютерного моделирования, которое основывается на расстоянии до самых старых звезд, поведении галактик и скорости расширения Вселенной. Идея состоит в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется, чтобы все объекты вернулись в начальное состояние.Ключевой параметр для расчета «начала всего» — постоянная Хаббла, коэффициент, который использовал американский ученый Эдвин Хаббл, впервые рассчитавший скорость расширения Вселенной в 1929 году. Этот коэффициент связывает расстояние до внегалактического объекта — галактики или квазара — со скоростью его удаления.Более современный метод, использующий для оценки возраста Вселенной реликтовое излучение — космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, равномерно заполняющее Вселенную и возникшее в момент Большого взрыва, — дает другое значение постоянной Хаббла и, соответственно, другой возраст точки отсчета.
Исследователи из США и Великобритании во главе с астрономом Джеймсом Шомбертом (James Schombert) из Орегонского университета использовали принципиально новую методику расчета расстояний в космосе, независимую от постоянной Хаббла, а использующую основанную на эмпирических наблюдениях зависимость Талли-Фишера, связывающую массу или светимость спиральной галактики со скоростью ее вращения.»Проблема масштаба расстояний, как известно, невероятно трудна, потому что расстояния до галактик огромны, а индикаторы этих расстояний слабы и их трудно калибровать», — приводятся в пресс-релизе Орегонского университета слова Шомберта.Используя точно определенные расстояния до 50 галактик в качестве ориентиров, авторы рассчитали удаленность 95 других галактик, и уточнили коридор значений отношения Талли-Фишера. Более точный учет масс и скоростей вращения галактик позволили математическим путем получить возраст и скорость расширения Вселенной.По данным исследователей, постоянная Хаббла — скорость расширения Вселенной — составляет 75,1 ±2,3километра в секунду на мегапарсек, а возраст Вселенной — около 12,6 миллиардов лет.
Традиционные методы вычисления определяют значения Хаббла в районе 75, а метод реликтового излучения — около 67. Авторы пишут, что «значение ниже 70 можно исключить с 95-процентной степенью достоверности».Различные методы, опирающиеся на разные значения постоянной Хаббла, оценивают возраст Вселенной между 12 миллиардами и 14,5 миллиардами лет. Так, например, по данным космического зонда НАСА WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), изучающего реликтовое излучение, этот возраст составляет 13,77 миллиардов лет, и именно эта цифра используется в стандартной модели космологии Большого взрыва.»Эта разница находится далеко за пределами наблюдательных ошибок и вызывает много трений в космологическом сообществе, свидетельствуя о том, что наше понимание физики Вселенной неполно», — отмечает Шомберт. Новое исследование, частично основанное на наблюдениях, проведенных с помощью космического телескопа «Спитцер».
https://ria.ru/20200228/1565310976.html
https://ria.ru/20200527/1572077623.
html
сша
великобритания
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/152176/23/1521762391_84:0:1140:792_1920x0_80_0_0_ef706c64dabeaf9e130102eb73595730.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.
7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
астрономия, сша, великобритания, наса, космос — риа наука, физика
Наука, Астрономия, США, Великобритания, НАСА, Космос — РИА Наука, Физика
МОСКВА, 27 июл — РИА Новости. Американские и британские физики, используя известные расстояния от Земли до пятидесяти галактик, уточнили значение постоянной Хаббла, использующейся в расчетах возраста Вселенной, который, в соответствии с новыми данными, составляет 12,6 миллиардов лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomical Journal.
На сегодняшний день время Большого взрыва, породившего Вселенную, ученые оценивают с помощью компьютерного моделирования, которое основывается на расстоянии до самых старых звезд, поведении галактик и скорости расширения Вселенной.
Идея состоит в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется, чтобы все объекты вернулись в начальное состояние.
Ключевой параметр для расчета «начала всего» — постоянная Хаббла, коэффициент, который использовал американский ученый Эдвин Хаббл, впервые рассчитавший скорость расширения Вселенной в 1929 году. Этот коэффициент связывает расстояние до внегалактического объекта — галактики или квазара — со скоростью его удаления.
Более современный метод, использующий для оценки возраста Вселенной реликтовое излучение — космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, равномерно заполняющее Вселенную и возникшее в момент Большого взрыва, — дает другое значение постоянной Хаббла и, соответственно, другой возраст точки отсчета.
Исследователи из США и Великобритании во главе с астрономом Джеймсом Шомбертом (James Schombert) из Орегонского университета использовали принципиально новую методику расчета расстояний в космосе, независимую от постоянной Хаббла, а использующую основанную на эмпирических наблюдениях зависимость Талли-Фишера, связывающую массу или светимость спиральной галактики со скоростью ее вращения.
28 февраля 2020, 10:13Наука
Ученые зафиксировали мощнейший взрыв во Вселенной
«Проблема масштаба расстояний, как известно, невероятно трудна, потому что расстояния до галактик огромны, а индикаторы этих расстояний слабы и их трудно калибровать», — приводятся в пресс-релизе Орегонского университета слова Шомберта.
Используя точно определенные расстояния до 50 галактик в качестве ориентиров, авторы рассчитали удаленность 95 других галактик, и уточнили коридор значений отношения Талли-Фишера. Более точный учет масс и скоростей вращения галактик позволили математическим путем получить возраст и скорость расширения Вселенной.
По данным исследователей, постоянная Хаббла — скорость расширения Вселенной — составляет 75,1 ±2,3километра в секунду на мегапарсек, а возраст Вселенной — около 12,6 миллиардов лет.
Традиционные методы вычисления определяют значения Хаббла в районе 75, а метод реликтового излучения — около 67. Авторы пишут, что «значение ниже 70 можно исключить с 95-процентной степенью достоверности».
Различные методы, опирающиеся на разные значения постоянной Хаббла, оценивают возраст Вселенной между 12 миллиардами и 14,5 миллиардами лет. Так, например, по данным космического зонда НАСА WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), изучающего реликтовое излучение, этот возраст составляет 13,77 миллиардов лет, и именно эта цифра используется в стандартной модели космологии Большого взрыва.
«Эта разница находится далеко за пределами наблюдательных ошибок и вызывает много трений в космологическом сообществе, свидетельствуя о том, что наше понимание физики Вселенной неполно», — отмечает Шомберт.
Новое исследование, частично основанное на наблюдениях, проведенных с помощью космического телескопа «Спитцер».
27 мая 2020, 18:00Наука
Астрономы нашли недостающую материю Вселенной
Вычисляем возраст Вселенной в R / Хабр
Как узнали возраст Вселенной?
В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики удаляются друг от друга.
Поделив расстояние между ними на скорость удаления, можно вычислить, как давно они были в одной точке. Это грубая оценка возраста Вселенной.
График зависимости скорости от расстояния в оригинальной работе Хаббла
Физик Лоуренс Краусс в одной из своих лекций так говорил о Хаббле:
«Как видите, он был хорошим ученым, потому что провёл прямую линию через набор точек» (см. “Возникновение Вселенной”)
Вычисляем возраст Вселенной в R
Исходные данные
Попробуем почувствовать себя настоящими учеными, проведя прямую линию через набор точек. Для начала загрузим данные Freedman et al. (2001) по расстоянию (Distance, Mpc) до 36 сверхновых звезд типа Ia, а также по скорости удаления (Velocity, km/s) этих сверхновых, полученные при помощи космического телескопа «Хаббл». Данные доступны в пакете lava:
library(lava) data(hubble) str(hubble)
## 'data.frame': 36 obs. of 3 variables: $ v : num 9065 12012 15055 16687 9801 .4)) title(main = "Диаграмма Хаббла \n для сверхновых типа Ia", xlab = "Расстояние, Мпк", ylab = "Скорость, км/с") abline(lm(hubble$v~hubble$D - 1), col = "red", lwd = 2)
4))
title(main = "Диаграмма Хаббла \n для сверхновых типа Ia",
xlab = "Расстояние, Мпк",
ylab = "Скорость, км/с")
abline(lm(hubble$v~hubble$D - 1), col = "red", lwd = 2)Вычисляем постоянную Хаббла при помощи простой линейной регрессии
fit <- lm(hubble$v~hubble$D - 1)
Смотрим результат:
summary(fit) ## ## Call: ## lm(formula = hubble$v ~ hubble$D - 1) ## ## Residuals: ## Min 1Q Median 3Q Max ## -2748.6 -329.6 127.4 703.3 3020.8 ## ## Coefficients: ## Estimate Std. Error t value Pr(>|t|) ## hubble$D 70.6672 0.8385 84.28 <2e-16 *** ## --- ## Signif. codes: 0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1 ## ## Residual standard error: 1012 on 35 degrees of freedom ## Multiple R-squared: 0.9951, Adjusted R-squared: 0.995 ## F-statistic: 7103 on 1 and 35 DF, p-value: < 2.2e-16
Как видим, оцененное значение постоянной Хаббла составило 70.667 км/с на мегапарсек. Это означает, что галактики, находящиеся на расстоянии 100 мегапарсек, удаляются от нас со скоростью ~7000 км/с.
2*24*365.25
ysec
## [1] 31557600
Возраст Вселенной в секундах:
age <- 1/(fit$coefficients[[1]]/mpc) age
## [1] 4.372608e+17
Возраст Вселенной в годах:
age/ysec ## [1] 13855957106
Или в млрд лет:
age/ysec/10e8 ## [1] 13.85596
Итак, мы определили, что возраст Вселенной составляет ~ 13.86 миллиардов лет.
Из биографии Эдвина Хаббла: Будущий астроном мало занимался математикой, а трудности с правописанием не оставляли его до конца жизни. В возрасте 25 лет Эдвин не мог финансово помогать семье. Он не знал, чем хочет заниматься, у него даже не было девушки. Только в возрасте 40 лет Хаббл написал свою первую статью, в которой сформулировал свой закон. Эдвин учился на юриста, но стал выдающимся астрономом, работающим у телескопа в военной форме. Высокомерный Хаббл враждовал с коллегами, но дружил с одним астрономом – представительницей Гарварда Сесилией Пейн, которую называл «лучшим мужчиной Гарварда».
Вселенная Кеплера соответствовала Солнечной системе, Гершель расширил ее до размеров галактики, а во вселенной Хаббла наша галактика стала всего лишь маленькой точкой среди миллиардов других галактик. Он первым в мире осознал, насколько огромна Вселенная.
Представь Вселенную!
До 1999 года астрономы оценивали возраст Вселенной от 7 до 20 миллиардов лет. Но благодаря достижениям в области технологий и разработке новых методов мы теперь знаем, что возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет с погрешностью всего в 200 миллионов лет. Как это произошло?
Ранние оценки возраста Вселенной
В 1920-х годах Эдвин Хаббл открыл расширение Вселенной. Он обнаружил, что галактики, находящиеся дальше, движутся с большей скоростью по закону v=Hod, где v — скорость в км/с, d — расстояние в Мпк, а Ho — постоянная Хаббла в км/с/с. Мпк Независимо измеряя скорость и расстояния до галактик, можно было определить значение Но.
Астрономы также определили, что возраст Вселенной связан с постоянной Хаббла и находится между 1/Ho и 2/3Ho в зависимости от принятых космологических моделей. Скорость можно было определить по красному смещению в спектре. Расстояние до галактики можно определить по наблюдениям за некоторыми типами пульсирующих звезд, называемых цефеидами, собственный блеск которых связан с периодом изменения их блеска. Однако точности измерения расстояния мешало то, насколько слабо могли видеть наземные телескопы. До 19В 90-х годах наилучшие оценки для Ho составляли от 50 км/с/Мпк до 90 км/с/Мпк, что дает диапазон возраста Вселенной от 7 до 20 миллиардов лет.
Вход в космический телескоп Хаббла
Итак, в 1993 году орбитальный космический телескоп Хаббл начал «ключевой проект» по определению расстояний до цефеид в 18 галактиках. Астрономы впервые смогли получить более точные расстояния и более точное значение Но. В 1999 г. после нескольких лет наблюдений с помощью HST астрономы смогли оценить скорость Ho как 71 км/с/Мпк с погрешностью 10%, что является одним из величайших достижений современной астрономии.
Экстраполируя обратно к Большому взрыву, это значение Хо подразумевало возраст между 9и 14 миллиардов лет.
Изображение галактики NGC 4603, полученное космическим телескопом Хаббл в 1996 и 1997 годах. Астрономы использовали почти 50 переменных цефеид в этой галактике, чтобы определить расстояние до нее, равное 108 миллионам световых лет. Это была самая далекая галактика, использованная в ключевом проекте HST для определения значения постоянной Хаббла.
(Источник: Джеффри Ньюман (Калифорнийский университет в Беркли) и НАСА)
Новый подход с использованием WMAP
В феврале 2003 г. проект WMAP выпустил карту излучения всего неба, испускаемого до появления звезд. Это космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) является остаточным теплом Большого взрыва и было предсказано еще в 1946 Джорджа Гамова и Роберта Дике. С тех пор астрономы пытались обнаружить и интерпретировать реликтовое излучение. Первое обнаружение реликтового излучения было обнаружено в 1965 году случайно Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном с помощью радиометра, предназначенного для обнаружения астрономических радиосигналов.
Они обнаружили превышение в своих измерениях, которое позже было интерпретировано как реликтовое излучение, тепловой спектр излучения черного тела с температурой 2,725 Кельвина, заполняющего Вселенную. В 1992 году спутник Cosmic Background Explorer (COBE), который был разработан для картирования реликтового излучения, впервые показал крупномасштабные колебания реликтового излучения. Эти флуктуации были интерпретированы как свидетельство того, что позже образовались скопления галактик и войдов. Однако только WMAP обладал разрешением и чувствительностью, позволяющими обнаруживать крошечные флуктуации и с высокой точностью ограничивать возраст Вселенной. Результаты команды WMAP основаны на базовой модели, используемой для сопоставления их данных. Эта модель предполагает, что 70 % энергии современной Вселенной находится в форме темной энергии, 26 % энергии находится в форме холодной (не термализованной) темной материи, а оставшиеся 4 % энергии находятся в атомы и фотоны. По их оценкам, Вселенной 13,7 миллиарда лет с неопределенностью в 200 миллионов лет.
Значение WMAP H o составляет 71 ± 4 км/с/Мпк, что согласуется с ключевым проектом HST.
Астрономы определяют свойства Вселенной, сопоставляя данные WMAP с моделями. Значения времени появления первых звезд, количества темной материи, возраста Вселенной и т. д. корректируются в модели до тех пор, пока результирующий фон не будет соответствовать наблюдениям WMAP. Модель, которая лучше всего соответствует данным, дает возраст Вселенной 13,7 ± 0,2 миллиарда лет.
Другой подход
Еще один способ узнать возраст Вселенной — датировать звезды. Некоторые из самых старых звезд живут внутри шаровых скоплений, и их возраст был тщательно оценен в последнее десятилетие. Некоторое время астрономы были озадачены тем фактом, что эти звезды, казалось, были на несколько миллиардов лет старше, чем возраст Вселенной, оцененный по постоянной Хаббла. Проблема в Хо или в возрасте кластера? Оказалось, что датирование возраста звезд шаровых скоплений очень сложно, и неточные расстояния до скоплений, а также оговорки в звездной эволюции могут решить эту загадку.
Возраст скоплений пропорционален единице светимости звезд типа RR Лиры, которые используются для определения расстояний до шаровых скоплений. Поэтому нужны были точные расстояния, которые можно было получить только после запуска европейского спутника Hipparcos в середине 9-го века.0 с. Используя новые оценки расстояний, возраст скоплений снизился с 15 миллиардов лет до 11,5 миллиардов лет с неопределенностью около 1 миллиарда лет. Эти результаты согласуются с возрастом Вселенной как по постоянной Хаббла, так и по WMAP.
Статьи к 10-летию
- Гамма-всплески
- Эпоха Вселенной
- Магнитары
- Внесолнечные планеты
- Темная энергия
Дополнительные ссылки
- Спутниковая демонстрация: WMAP
- Архив новостей: Возраст Вселенной
В рамках цикла мы также опубликовали ряд ретроспектив на тему «Представь Вселенную!».
- Наше начало
- Наши основатели и наша команда
- Наши компакт-диски
- Наши плакаты и пособия для учителей
Дата публикации: май 2006 г.
Астрономы переоценивают возраст Вселенной
Ученые по-новому взглянули на Вселенную, чтобы определить ее возраст, разрешив старые споры. (Изображение предоставлено EPFL)
Астрономы подтверждают, что Вселенной (почти) 14 миллиардов лет.
С надвигающимися расхождениями в истинном возрасте Вселенной , ученые по-новому взглянули на наблюдаемую (расширяющуюся) Вселенную и подсчитали, что ей 13,77 миллиарда лет (плюс-минус 40 миллионов лет).
В 2019 году ученые, изучающие движение галактик , пришли к выводу, что Вселенная на сотни миллионов лет моложе , чем ранее предполагалось Коллаборацией Планка, группой ученых, которые работали с миссией Планка Европейского космического агентства. Используя данные из Planck космическая обсерватория , они обнаружили, что возраст Вселенной приблизительно 13,8 миллиарда лет.
Связанные: Космический аппарат «Планк» видит реликвии Большого взрыва (галерея) и «космическая геометрия», чтобы положить конец дебатам, говорится в заявлении официальных лиц Корнелла .
Их оценка (около) 13,77 миллиарда лет примерно совпадает с оценкой, полученной от Planck Collaboration.
«Теперь мы нашли ответ, в котором Планк и ACT согласны», — сказала астроном Симона Айола, исследователь Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке и автор одной из двух новых статей, описывающих эти результаты. в том же заявлении. «Это говорит о том, что эти сложные измерения надежны».
Определив возраст Вселенной, исследователи также смогли оценить, насколько быстро расширяется Вселенная — эта цифра известна как Постоянная Хаббла . С помощью ACT они рассчитали постоянную Хаббла, равную 42 милям в секунду на мегапарсек, или 67,6 километра в секунду на мегапарсек. Другими словами, они обнаружили, что объект на расстоянии 1 мегапарсек (или около 3,26 миллиона световых лет) от Земли будет удаляться от Земли со скоростью 42 мили в секунду (67,6 км/с).
Это чрезвычайно близко к 41,88 миль в секунду на мегапарсек (67,4 км в секунду на мегапарсек), ранее оцененным командой Планка.
Однако предыдущие измерения движения галактик показали, что Вселенная расширяется быстрее, согласно тому же заявлению.
«Я не отдавал особого предпочтения какому-то конкретному значению — так или иначе это должно было быть интересно», — Стив Чой, исследователь Корнельского центра астрофизики и планетологии, соавтор одного из новых документов, говорится в том же заявлении. «Мы находим скорость расширения, которая совпадает с оценкой спутниковой группы «Планк». Это дает нам больше уверенности в измерениях самого старого света во Вселенной».
Эта работа была опубликована 30 декабря 2020 в двух статьях в Журнале космологии и физики астрочастиц.
Напишите Челси Год по адресу [email protected] или подпишитесь на ее Twitter @chelsea_gohd. Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom и на Facebook.
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space.