Den accelererade expansionen av universum är en minskning av ljusstyrkan hos extremt avlägsna "standardljus" ( supernovor av typ Ia ) som upptäcktes i slutet av 1990-talet , tolkat som en acceleration av universums expansion . Avstånd till andra galaxer bestäms genom att mäta deras rödförskjutning . Enligt Hubbles lag är storleken på ljusets rödförskjutning från avlägsna galaxer direkt proportionell mot avståndet till dessa galaxer. Förhållandet mellan avstånd och rödförskjutning kallas Hubble-parametern (eller, inte riktigt, Hubble-konstanten ).
Värdet på själva Hubble-parametern måste dock först bestämmas på något sätt, och för detta är det nödvändigt att mäta rödförskjutningsvärdena för galaxer, till vilka avstånden redan har beräknats med andra metoder. För detta använder astronomi " standardljus ", det vill säga föremål vars ljusstyrka är känd. Den bästa typen av "standardljus" för kosmologiska observationer är supernovor av typ Ia. De är mycket ljusa och blossar bara ut när massan av en gammal " vit dvärg "-stjärna når Chandrasekhar-gränsen , vars värde är känt med hög noggrannhet. Därför bör alla exploderande supernovor av typ Ia på samma avstånd ha nästan samma observerade ljusstyrka; i detta fall är det önskvärt att göra korrigeringar för rotationen och sammansättningen av den ursprungliga stjärnan. Genom att jämföra den observerade ljusstyrkan hos supernovor i olika galaxer kan man bestämma avstånden till dessa galaxer.
År 1998 , under observationer av supernovor av typ Ia, fann man att i avlägsna galaxer, till vilka avståndet bestämdes av Hubble-lagen, har supernovor av typ Ia en ljusstyrka som är lägre än vad de är tänkta att [1] [2] . Med andra ord, avståndet till dessa galaxer, beräknat med metoden för "standardljus" (supernovor Ia), visar sig vara större än avståndet som beräknats baserat på det tidigare fastställda värdet av Hubble-parametern. Man drog slutsatsen att universum inte bara expanderar, det expanderar med acceleration .
För denna upptäckt fick Saul Perlmutter , Brian P. Schmidt och Adam Riess 2006 Shao-priset i astronomi och 2011 års Nobelpris i fysik .
Dessa observationer backades sedan upp av andra källor: CMB- mätningar , gravitationslinser , Big Bang -nukleosyntes . Alla erhållna data passar väl in i lambda-CDM-modellen .
Tidigare existerande kosmologiska modeller antog att universums expansion saktade ner. De utgick från antagandet att huvuddelen av universums massa är materia - både synlig och osynlig ( mörk materia ). Baserat på nya observationer som indikerar en expansionsacceleration, postulerades förekomsten av en okänd energiform med negativt tryck (se tillståndsekvationer ). De kallade det " mörk energi ".
Idén om en accelererad expansion av universum medför ett antal icke-triviala konsekvenser när det gäller arten av dess utveckling. I synnerhet, under vissa inte alltför restriktiva antaganden, har den grundläggande omöjligheten att uppnå termodynamisk jämvikt i det snabbt expanderande universum bevisats [3] .
En helt annan typ av värld kommer att äga rum om vi överger Big Bang-hypotesen och styrs av ett svart håls kosmologi . Då blir accelerationen ett naturligt fall in i det oändligt expanderande utrymmet inuti det svarta hålet. Relikstrålning dyker upp någon gång efter passagen av Schwarzschild-sfären , och i allmänhet måste allt som tidigare räknades från ögonblicket av Big Bang räknas från detta ögonblick. Den grundläggande skillnaden är att i referensramen som förutsätter fall i ett svart hål, äger även historien fram till detta ögonblick rum.
I slutet av 2019 presenterade koreanska forskare observationsdata som indikerar en mycket hög korrelation (99,5 %) av Ia-supernovornas ljusstyrka med deras värdgalaxers ålder, vilket helt förklarar skillnaden mellan den observerade ljusstyrkan med rödförskjutning och därmed förnekar accelerationen av universums expansion [4] . Författarna lämnar diskussionen om frågan om förekomsten av mörk energi utanför artikelns ram; skeptiker noterar att uppgifterna inte kan utvidgas till hypotesen om förekomsten av mörk materia , eftersom det finns många andra kosmologiska data som hittills bara kan förklaras med dess användning i beräkningar.
| Kosmologi | |
|---|---|
| Grundläggande begrepp och objekt | |
| Universums historia | |
| Universums struktur | |
| Teoretiska begrepp | |
| Experiment | |
| Portal: Astronomi | |