Розширення Всесвіту: виміряти швидкість цього процесу допоможуть чорні діри

Астрономи з університету Чикаго, США, запропонували новий метод вимірювання швидкості розширення Всесвіту, використовуючи сигнали від зіткнення чорних дір, повідомляє SciTechDaily.

Швидкість розширення Всесвіту можна вивчити за допомогою гравітаційних хвиль, що з'являються внаслідок зіткнення чорних дір. Принаймні так вважають вчені Деніел Хольц та Хосе Марія Ескіага з університету Чикаго. Вчені вважають, що їхній новий метод, який вони назвали "спектральною сиреною", допоможе не тільки отримати точніші дані про швидкість розширення космосу, але також вчені зможуть дізнатися більше про розвиток Всесвіту в перші мільярди років його існування.

Швидкість розширення Всесвіту

Зараз вчені використовують різні методи для розрахунку швидкості розширення Всесвіту, який представлений у вигляді сталої Габбла. Про цю сталу, а також про те, що вчені з NASA запропонували нове значення для швидкості розширення Всесвіту, Фокус докладно писав. Якщо коротко, то недавнє дослідження передбачає, що космос розширюється зі швидкістю 73 км/с на мегапарсек (1 мегапарсек — це приблизно 3,3 млн світлових років).

Але вчені з університету Чикаго вважають, що різні методи оцінки швидкості розширення космосу дають різні значення. Тому вони запропонували свій метод, який вважають найточнішим для обчислень.

Зіткнення чорних дір

За словами Хольца, швидкість розширення Всесвіту можна максимально точно розрахувати за допомогою гравітаційних хвиль, які з'являються внаслідок зіткнення чорних дір.

Ці гравітаційні хвилі є настільки потужним сигналом, що летить крізь Всесвіт на величезні відстані. І ці сигнали здатні прийняти на Землі два потужні детектори: LIGO, який знаходиться в США, і Virgo, який знаходиться в Італії. За останні кілька років ці детектори вловили гравітаційні хвилі від зіткнень майже ста пар чорних дір.

"Самі гравітаційні хвилі містять у собі інформацію про те, наскільки величезними були початкові чорні діри. Але цей сигнал проходить надто велику відстань і може змінитися, тому розмір чорної діри може здатися більшим, ніж він є насправді. Потрібно просто зрозуміти, як змінився цей сигнал і це дасть можливість дізнатися про швидкість розширення Всесвіту", — каже Хольц.

Особливості нового методу

Але, щоб зрозуміти, наскільки інформація в сигналі відрізняється від початкового значення, потрібно використовувати знання про розмір відомих чорних дір як точку відліку, вважають вчені.

Більшість відомих чорних дір перевищують масу Сонця в діапазоні від 5 до 40 разів. Тобто ми беремо відому чорну діру з усіма її особливостями і порівнюємо з інформацією від гравітаційних хвиль наскільки все змінилося при проходженні певної відстані. Так ми можемо розрахувати швидкість розширення Всесвіту", — каже Хольц.

Вчені вважають, що після модернізації детекторів гравітаційних хвиль за допомогою їх методу можна буде вивчити еволюцію Всесвіту в перші мільярди років його існування.

"Тепер потрібно отримати тисячі сигналів від зіткнень чорних дір, щоб виміряти точніше швидкість розширення Всесвіту і докладніше зрозуміти історію її еволюції", — каже Хольц.

За розширення Всесвіту, як вважається, відповідає таємнича темна енергія. Фокус вже писав про те, що з'явилася нова теорія, яка пояснює появу темної енергії з величезних ділянок порожнечі у космосі, які простягаються на сотні мільйонів світлових років. І ці порожнечі поступово призведуть до того, що Всесвіт поділиться.