ภาพศิลปินของดาวนิวตรอนสองดวงที่รวมกันและปล่อยคลื่นความโน้มถ่วง
(ภาพ: © R. Hurt / Caltech-JPL)
วิเคราะห์ ระลอกคลื่นในโครงสร้างของพื้นที่และเวลา ที่สร้างขึ้นโดยดาวฤกษ์คู่ตายในไม่ช้าอาจจะไขปริศนาจักรวาลที่ล้อมรอบว่าจักรวาลกำลังขยายตัวเร็วแค่ไหน
นั่นเป็นคำตัดสินของการศึกษาใหม่ซึ่งอาจทำให้เข้าใจได้ถึงชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาลนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้กล่าวไว้
จักรวาลยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่เกิดเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อน ด้วยการวัดอัตราปัจจุบันของการขยายตัวของเอกภพหรือที่เรียกว่า ค่าคงที่ฮับเบิลนักวิทยาศาสตร์สามารถอนุมานอายุของจักรวาลและรายละเอียดของสถานะปัจจุบัน พวกเขายังสามารถใช้หมายเลขเพื่อพยายามเรียนรู้ ชะตากรรมของจักรวาลเช่นไม่ว่ามันจะขยายออกไปอย่างถาวรหรือพังทลายลงเอง
นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการหลักสองวิธีในการวัดค่าคงที่ฮับเบิล หนึ่งเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบวัตถุใกล้เคียงซึ่งคุณสมบัตินักวิทยาศาสตร์เข้าใจดีเช่นการระเบิดของดาวฤกษ์ที่รู้จักกันในชื่อ ซุปเปอร์โนวา และดาวเต้นเป็นจังหวะที่รู้จักกันในชื่อ ตัวแปรเซเฟอิดเพื่อประเมินระยะทางของพวกเขาจากนั้นจึงอนุมานอัตราการขยายตัวของเอกภพ อีกคนหนึ่งมุ่งเน้นไปที่พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิครังสีที่เหลือจากบิ๊กแบงและตรวจสอบว่ามันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อคำนวณว่าจักรวาลขยายตัวเร็วแค่ไหน
อย่างไรก็ตามเทคนิคคู่นี้ให้ผล ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันสองค่าของค่าคงที่ฮับเบิล. ข้อมูลจากพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิคบ่งบอกว่าจักรวาลกำลังขยายตัวในอัตราประมาณ 41.6 ไมล์ (67 กิโลเมตร) ต่อวินาทีต่อ 3.26 ล้านปีแสงในขณะที่ข้อมูลจากซูเปอร์โนวาและเซเฟอิดส์ในจักรวาลใกล้เคียงแนะนำอัตราประมาณ 45.3 ไมล์ ( 73 กม.) ต่อวินาทีต่อ 3.26 ล้านปีแสง
ความแตกต่างนี้แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองดาราศาสตร์มาตรฐาน - ความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างและประวัติศาสตร์ของจักรวาล - อาจผิด การแก้ไขการอภิปรายนี้เรียกว่า ความขัดแย้งคงที่ฮับเบิลสามารถทำให้กระจ่างเกี่ยวกับวิวัฒนาการและชะตากรรมสุดท้ายของจักรวาล
ในการศึกษาใหม่นักฟิสิกส์แนะนำว่าข้อมูลในอนาคตจากระลอกคลื่นในโครงสร้างของอวกาศและเวลาที่รู้จักกันในชื่อคลื่นความโน้มถ่วงอาจช่วยทำลายการหยุดชะงักนี้ได้ "ความขัดแย้งอย่างต่อเนื่องของฮับเบิล - คำใบ้ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เรามีว่าแบบจำลองจักรวาลของเราไม่สมบูรณ์ - สามารถแก้ไขได้ภายในห้าถึง 10 ปี" สตีเฟ่นฟีนีย์นักเขียนนำการศึกษาด้านดาราศาสตร์ของสถาบันเหล็กในนิวยอร์กบอก Space.com
อ้างอิงจากไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากการที่มวลบิดเบือนอวกาศ - เวลา เมื่อวัตถุใดที่มีการเคลื่อนไหวมากควรสร้างคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของแสงยืดและบีบพื้นที่เวลาตามทาง
คลื่นความโน้มถ่วงอ่อนแอเป็นพิเศษและเป็นเพียงในปี 2559 ที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบหลักฐานโดยตรงครั้งแรกของพวกเขา ในปี 2560 นักวิทยาศาสตร์ยังตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจากการชนกันของดาวนิวตรอนซึ่งเป็นเศษซากของดาวที่เสียชีวิตจากการระเบิดอย่างรุนแรงที่รู้จักกันในชื่อ ซุปเปอร์โนวา. หากซากของดาวฤกษ์มีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำพวกมันจะกลายเป็นดาวนิวตรอนแทนเนื่องจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงนั้นแข็งแรงพอที่จะบดขยี้โปรตอนพร้อมกับอิเล็กตรอนให้กลายเป็นนิวตรอน
ซึ่งแตกต่างจากหลุมดำดาวนิวตรอนเปล่งแสงที่มองเห็นและชนกัน คลื่นความโน้มถ่วงจากการควบรวมเหล่านี้เรียกว่า "ไซเรนมาตรฐาน" จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุระยะทางจากโลกในขณะที่แสงจากการชนเหล่านี้จะช่วยกำหนดความเร็วที่พวกมันเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับโลก นักวิจัยสามารถใช้ข้อมูลทั้งสองชุดนี้เพื่อคำนวณค่าคงที่ฮับเบิล ตามที่ฟีนีย์และเพื่อนร่วมงานวิเคราะห์การชนกันระหว่างดาวนิวตรอนประมาณ 50 คู่ในอีกห้าถึง 10 ปีข้างหน้าอาจให้ข้อมูลที่เพียงพอเพื่อพิจารณาการวัดที่ดีที่สุดของค่าคงที่ฮับเบิล
อย่างไรก็ตามการประมาณนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ของการชนของดาวนิวตรอน อัตราความไม่แน่นอนในการ การรวมตัวของดาวนิวตรอน - เราได้เห็นเพียงหนึ่งวันเท่านั้น "Feeney กล่าว" ถ้าเราโชคดีมากที่เห็นสิ่งนั้นและการควบรวมนั้นหายากกว่าที่เราคิดจริง ๆ จากนั้นสังเกตจำนวนการควบรวมที่จำเป็นในการอธิบายค่าคงที่ฮับเบิล ความขัดแย้งอาจใช้เวลานานกว่าที่เราระบุไว้ในงานของเรา "
คลื่นความโน้มถ่วงอาจสิ้นสุดการสนับสนุนค่าหนึ่งสำหรับค่าคงที่ฮับเบิลเหนืออีกค่าหนึ่ง แต่พวกเขาอาจกำหนดค่าที่สามใหม่สำหรับค่าคงที่ฮับเบิล หากสิ่งนี้เกิดขึ้นมันอาจนำไปสู่ความเข้าใจใหม่ ๆ เกี่ยวกับพฤติกรรมของซุปเปอร์โนวา, เซเฟอิดส์หรือดาวนิวตรอน
นักวิทยาศาสตร์ได้ให้รายละเอียด การค้นพบของพวกเขา ออนไลน์ 14 กุมภาพันธ์ในวารสาร Physical Review Letters
