Matavimai, kaip nustatyti Hablo konstantą: Įtampa

გაზომვები ჰაბლის მუდმივის დასადგენად: დაძაბულობა

ცოდნის თაღი · სამყარო · თავი 10 / სტატია 07

ერთი სამყარო. გაფართოების სიჩქარის გადაუჭრელი საკითხი.

რამდენად სწრაფად ფართოვდება სამყარო დღეს? ასტრონომებს ამ კითხვის შესწავლა ახლომდებარე ვარსკვლავების ან ადრეული სამყაროს უძველესი სინათლის მეშვეობით შეუძლიათ. აღმოჩნდა, რომ ამ მეთოდებიდან ყველაზე ზუსტი პასუხების შეთანხმება რთულია.

კოსმოსური მანძილებიადრეული სინათლეღია კითხვა

გაფართოება დიდ მასშტაბებზე მანძილებს ცვლის. გრავიტაციულად შეკავშირებული გალაქტიკები უბრალოდ კოსმოსური მასშტაბის ფაქტორის პროპორციულად არ იზრდება.[1]

ერთი და იგივე დღევანდელი ეპოქაორივე მეთოდი H₀-ის დღევანდელ მნიშვნელობას აფასებს, მაშინაც კი, თუ მათი მონაცემები სხვადასხვა ეპოქას ეკუთვნის.

კალიბრაციას მნიშვნელობა აქვსგაზომილ სიკაშკაშეს ან კუთხურ მასშტაბს ფიზიკური ეტალონი სჭირდება.

შეუსაბამობა შემოწმების საფუძველიაგანსხვავება გვაიძულებს, გაზომვები და მოდელები შევამოწმოთ, თუმცა თავისთავად მიზეზს არ გვიმხელს.

ჰაბლის მუდმივის გაზომვა: შეუსაბამობა

რატომ უნდა იყოს პასუხი არჩეულ მეთოდზე დამოკიდებული?

წარმოიდგინეთ, რომ ერთსა და იმავე მანძილს ორი საგულდაგულოდ დაკალიბრებული ხელსაწყოთი აფასებთ და ამჩნევთ, რომ გაზომვების სიზუსტის ზრდის მიუხედავად, მათი პასუხები მაინც განსხვავდება. ჰაბლის შეუსაბამობა ამ პრობლემის კოსმოსური ვერსიაა.

ეს არის შეუსაბამობა გაფართოების დღევანდელი სიჩქარის განსაზღვრის სხვადასხვა მეთოდს შორის. მის გასაგებად უნდა მივყვეთ, როგორ გარდაიქმნება დაკვირვებები მანძილებად, სად ერთვება ფიზიკური დაშვებები და რომელი გაზომვები იძლევა არსებითად განსხვავებულ შემოწმებებს.

სიჩქარე დღევანდელ ეპოქაში

რას ზომავს ჰაბლის მუდმივა?

ე.წ. ჰაბლის პარამეტრი, H(t), აღწერს კოსმოსური მასშტაბის ფაქტორის ზრდის ფარდობით სიჩქარეს: H(t) = ȧ/a. აღნიშვნაში ქვედა ინდექსი H₀ მის დღევანდელ მნიშვნელობას აღნიშნავს. მიუხედავად სიტყვა „კონსტანტისა“, H კოსმოსური ისტორიის განმავლობაში, როგორც წესი, იცვლება. ამიტომ H₀-ის შეფასებების შედარება განსხვავდება გაფართოების სიჩქარის ორ სხვადასხვა ეპოქაში შედარებისგან.[1]

v ≈ H₀d

როცა წითელი წანაცვლება მცირეა, დაშორების სიჩქარე დაახლოებით მანძილის პროპორციულია. თუ H₀ 70 კმ/წმ/მპკ იქნებოდა, გალაქტიკა, რომელიც 100 მეგაპარსეკის მანძილზეა და გაფართოებად სამყაროს თანმხლებად მოძრაობს, დაახლოებით 7 000 კმ/წმ სიჩქარით გვშორდებოდა. ეს საილუსტრაციო მნიშვნელობაა. ერთი მეგაპარსეკი დაახლოებით 3,26 მილიონი სინათლის წლის ტოლია.[2]

ცალკეული გალაქტიკებიც მოძრაობენ გარემოს გრავიტაციის გავლენით. ეს პეკულარული სიჩქარეები ართულებს წითელი წანაცვლებით გაფართოების განსაზღვრას, განსაკუთრებით მცირე მანძილებზე. კოსმოლოგები მათ ითვალისწინებენ H₀-ის შესაფასებლად გამოყენებული გალაქტიკების შერჩევისა და ანალიზის დროს.[3]

გეომეტრიიდან სულ უფრო დიდ მანძილებამდე

როგორ მუშაობს მანძილების კიბე

ეს გზა ახლომდებარე ობიექტებამდე მანძილებით იწყება, რომელთა გეომეტრიული დაკალიბრებაც შესაძლებელია, შემდეგ კი ისინი უფრო შორეულ, კაშკაშა ობიექტებს უკავშირდება. მანძილების სკალის შემოწმებას რამდენიმე საყრდენი წერტილი ეხმარება:

ირმის ნახტომის ვარსკვლავების პარალაქსები: ახლომდებარე ვარსკვლავების ხილული წლიური მოძრაობა მათი მანძილების განსაზღვრის საშუალებას იძლევა. ამის შემდეგ შესაძლებელია ცეფეიდების ნათობის დაკალიბრება, პარალაქსის ინსტრუმენტული წანაცვლებების გათვალისწინებით.[4]
დამაბნელებელი ორმაგი ვარსკვლავები მაგელანის დიდ ღრუბელში: ორბიტების გაზომვები საშუალებას იძლევა, შევზღუდოთ ვარსკვლავების ზომების შესაძლო მნიშვნელობები; დაკალიბრებული ზედაპირული სიკაშკაშის კავშირი კი კუთხური ზომების განსაზღვრის საშუალებას იძლევა. ფიზიკური და კუთხური ზომების შედარებით მანძილი მიიღება.[5]
წყლის მასერები გალაქტიკა NGC 4258-ში: რადიოგაზომვებით თვალს ადევნებენ ცენტრალური შავი ხვრელის გარშემო მოძრავ აირს. დისკოს მდებარეობების, სიჩქარეებისა და აჩქარებების მონაცემები საშუალებას იძლევა, შევზღუდოთ გალაქტიკამდე მანძილის შესაძლო მნიშვნელობები.[6]

ცეფეიდები პულსაციის პერიოდსა და ნათობას შორის კავშირით ხასიათდება. მათი დაკალიბრების შემდეგ, იმ გალაქტიკებში არსებული ცეფეიდები, სადაც Ia ტიპის ზეახალი ვარსკვლავები აფეთქდა, ამ ზეახალი ვარსკვლავების აბსოლუტური ნათობის განსაზღვრაში გვეხმარება. ამ პროცესში გათვალისწინებულია მეტალურობისა და მტვრის შესწორებები.[7]

Ia ტიპის ზეახალი ვარსკვლავები სტანდარტიზებადი სანთლებია: მათი სიკაშკაშე შესწორებულია სინათლის მრუდის ფორმის, ფერისა და გაზომილი სხვა თვისებების მიხედვით. დაკალიბრებული კავშირი საშუალებას იძლევა, განვსაზღვროთ მანძილები უფრო შორეული ნიმუშის ობიექტებამდე, სადაც თანაბარი გაფართოების გარჩევა ადგილობრივი მოძრაობებისგან უფრო ადვილია. მხოლოდ დაუკალიბრებელი ზეახალი ვარსკვლავების სიკაშკაშე ფარდობითი მანძილების განსაზღვრის საშუალებას იძლევა და არა H₀-ის აბსოლუტური მნიშვნელობისა.[8]

ორივე მეთოდი, განსხვავებულ ინფორმაციაზე დაყრდნობით, ერთსა და იმავე დღევანდელ სიდიდეს განსაზღვრავს.[9]

უძველესი ნაკვალევიდან დღევანდელობამდე

როგორ გვაძლევს CMB-ის მონაცემები დღევანდელ მნიშვნელობას

ამ კოსმოსურ მიკროტალღურ ფონურ გამოსხივებაში ადრეული სამყაროს აკუსტიკური სტრუქტურებია აღბეჭდილი. მათ შორის მანძილები და შედარებითი ინტენსივობა საშუალებას იძლევა, შევზღუდოთ პირველყოფილი პლაზმის თვისებებისა და დამახასიათებელი ბგერის გავრცელების მასშტაბის მნიშვნელობები. კოსმოლოგიური მოდელი ამ ფიზიკურ მასშტაბს მის დაკვირვებად კუთხურ ზომასა და უკანასკნელი გაფანტვის ზედაპირამდე მანძილს უკავშირებს. მონაცემებთან შეხამებული გაფართოების ისტორია შემდეგ H(z)-ის განსაზღვრის საშუალებას იძლევა, მათ შორის H₀-ს, როცა z = 0.[9]

ჩვეულებრივი საბაზისო მოდელია ბრტყელი ΛCDM: ფარდობითობის ზოგადი თეორია ჩვეულებრივი მატერიით, ცივი ბნელი მატერიით, გამოსხივებითა და კოსმოლოგიური მუდმივით სივრცულად ბრტყელ ფონზე. ხშირად ციტირებული „Planck“-ის H₀ შედეგი ამ მოდელის საფუძველზეა მიღებული, ტემპერატურის, პოლარიზაციისა და CMB-ის გრავიტაციული ლინზირების გაზომვების გამოყენებით.[10]

კვლევა ერთი თანამგზავრით არ შემოიფარგლება. 2025 წლის ACT DR6-ის ანალიზში შედარდა სხვადასხვა ინსტრუმენტითა და კუთხურ მასშტაბზე ჩატარებული ტემპერატურისა და პოლარიზაციის გაზომვები. ACT-ისა და „პლანკის“ მონაცემებზე მოდელის ერთობლივმა მორგებამ, CMB-ის ლინზირებისა და DESI DR2-ის ბარიონული აკუსტიკური რხევების მონაცემების ჩათვლით, ბრტყელი ΛCDM მოდელის მიხედვით მოგვცა 68,43 ± 0,27 კმ/წმ/მპკ. ეს ერთობლივი შედეგია და არა მხოლოდ ACT-ის გაზომვა ან მოდელისგან დამოუკიდებელი პასუხი.[11]

მნიშვნელობები, შეცდომის ზოლები და დაშვებები

რამდენად დიდია ეს შეუსაბამობა?

სასარგებლო ათვლის წერტილია „პლანკის“ 2018 წლის შედეგების შედარება SH0ES-ის გუნდის 2022 წლის ცეფეიდებისა და ზეახალი ვარსკვლავების ანალიზთან. ეს კონკრეტული წლების შედეგები არსებით პრობლემას წარმოაჩენს, თუმცა ყველა თანამედროვე მეთოდს არ მოიცავს.

ზოლები გამოქვეყნებულ 68%-იან განუსაზღვრელობებს აჩვენებს. „პლანკის“ შედეგი საბაზისო ბრტყელ ΛCDM მოდელს ეფუძნება; SH0ES-ის განუსაზღვრელობა სისტემური შეცდომების ბიუჯეტსაც მოიცავს.[10], [7]

თუ ამ ორი მნიშვნელობის გამოქვეყნებულ შეცდომებს დამოუკიდებლად და დაახლოებით გაუსისეულად მივიჩნევთ, მათი სხვაობა დაახლოებით 4,9 სტანდარტულ გადახრას შეადგენს. ეს გამოთვლა ხსნის გავრცელებულ აღწერას — „დაახლოებით ხუთი სიგმა“. შედეგი დამოკიდებულია შესადარებელ მონაცემთა ნაკრებებზე, განუსაზღვრელობის შეფასებებსა და მოდელზე.

სტატისტიკურად მნიშვნელოვანი შეუსაბამობა მის მიზეზს არ ავლენს. მითითებული სიგმების რაოდენობა არ გვიჩვენებს, დარჩა თუ არა შეუმჩნეველი კალიბრაციის შეცდომა, ან რა ახალი ფიზიკური თეორია იქნებოდა საჭირო, თუ საერთოდ საჭირო იქნებოდა. მონაცემთა სხვა კომბინაციამ შესაძლოა სტატისტიკური მნიშვნელობის სხვა მაჩვენებელიც მოგვცეს.

რის შემოწმება შეიძლება უფრო ზუსტი დაკვირვებებით

რას გვიჩვენებს ვარსკვლავების უფრო ახალი გაზომვები?

JWST ვარსკვლავთა გადაჯგუფების გავლენას ამოწმებს

მეზობელმა ვარსკვლავებმა შეიძლება ცეფეიდის გაზომილი სიკაშკაშე დაამახინჯონ, ამიტომ ვარსკვლავთა გადაჯგუფების გავლენის შემოწმება მნიშვნელოვანი იყო. 2025 წლის SH0ES-ის კვლევაში JWST-ის დაკვირვებები, მათ შორის უჩვეულოდ მწირ ვარსკვლავურ ველზე, NGC 3447 გალაქტიკაში, გამოიყენეს ცეფეიდებით განსაზღვრული მანძილების ჰაბლის ტელესკოპის გაზომვებთან შესადარებლად. კვლევამ ვერ გამოავლინა ვარსკვლავთა გადაჯგუფებით გამოწვეული ისეთი დიდი წანაცვლება, რომელიც შეუსაბამობას ახსნიდა. ამით მოწმდება კონკრეტული ახსნა, თუმცა მანძილების კიბის შესაძლო სისტემური შეცდომები სრულად არ გამოირიცხება.[12]

წითელი გიგანტები სხვა გზას გვთავაზობენ

ეგრეთ წოდებული წითელი გიგანტების განშტოების მწვერვალი, ანუ TRGB, მცირე მასის წითელი გიგანტების სიკაშკაშის განაწილების ზღვარს აღნიშნავს, რომელიც ბირთვში ჰელიუმის წვის დაწყებას უკავშირდება. მისი გაზომვა გალაქტიკების განაპირა ნაწილებში მდებარე ვარსკვლავების შედარებით მწირ ველებში შეიძლება. მიუხედავად ამისა, მისი კალიბრაცია ვარსკვლავური პოპულაციის მახასიათებლებზე, ველების შერჩევასა და მანძილების ათვლის არჩეულ წერტილზეა დამოკიდებული.[13]

2025 წლის ჩიკაგო–კარნეგის ჰაბლის პროგრამის შესწორებულ ანგარიშში, მასში შერჩეული HST-ისა და JWST-ის მონაცემებზე დაფუძნებული TRGB-ის ანალიზით, მიღებულია H₀ = 70,39 კმ/წმ/მპკ, ცალკეული განუსაზღვრელობებით: ±1,22 სტატისტიკური, ±1,33 სისტემური და ±0,70 ზეახალი ვარსკვლავების კალიბრაციის გამო. შეცდომების ამ უფრო ფართო ბიუჯეტის გათვალისწინებით, შედეგი სტატისტიკურად თავსებადია ორივე საორიენტაციო შეფასებასთან. ეს შედეგი კონკრეტული ანალიზითაა მიღებული და წითელი გიგანტების უნივერსალურ პასუხს არ წარმოადგენს.[13]

ნახშირბადით მდიდარ გიგანტ ვარსკვლავებზე დაფუძნებული JAGB მეთოდი მანძილის კიდევ ერთი შემუშავების პროცესში მყოფი ინდიკატორია. ყველა ანალიზი H₀-ის დაბალ მნიშვნელობას არ იძლევა: კალიბრაცია შეიძლება შეიცვალოს ვარსკვლავური ველების შერჩევისა და მათი სიკაშკაშის განაწილების შეჯამების წესის მიხედვით. ასეთი განსხვავებების გამოსავლენად განსაკუთრებით სასარგებლოა ერთი და იმავე გალაქტიკების სხვადასხვა ინდიკატორით შედარება.[14]

2025 წელს გამოქვეყნებულმა „Local Distance Network“-ის ანგარიშმა რამდენიმე ინდიკატორი მათი ურთიერთდაკავშირებული გაზომვების დონეზე გააერთიანა და მიიღო 73,50 ± 0,81 კმ/წმ/მპკ. ანგარიშში გათვალისწინებული იყო კალიბრაციის საერთო განუსაზღვრელობები და არა უბრალოდ გამოქვეყნებული H₀-ის მნიშვნელობების საშუალო. რადგან მასში არსებული დაკვირვებები გამოიყენეს, ეს შედეგი ამ დაკვირვებების გვერდით დამატებითი დამოუკიდებელი ხმა არ არის.[15]

კალიბრირებული კოსმოსური სახაზავით კვალის მიდევნება

რა წვლილი შეაქვს BAO-ს საერთო სურათში?

ბარიონული აკუსტიკური რხევები მატერიის განაწილებაში დამახასიათებელ მასშტაბს ინახავს. ამ მასშტაბის გაზომვა სხვადასხვა წითელი წანაცვლებისას ზღუდავს მანძილებსა და გაფართოებას ფიზიკური სახაზავის სიგრძესთან მიმართებით, რომელსაც ჩვეულებრივ r_d-ით აღნიშნავენ. ეს არის ბგერითი ჰორიზონტი ბარიონების გაწყვეტის ეპოქაში, რომელიც CMB-ის ძირითადი აკუსტიკური მასშტაბის აღსაწერად გამოყენებულ ბოლო გაფანტვის ეპოქაზე ოდნავ გვიან დგება.[16]

ე.წ. შებრუნებული მანძილების კიბე ადრეული სამყაროს კალიბრირებულ სახაზავს BAO-სა და ზეახალი ვარსკვლავების ფარდობით მანძილებთან აკავშირებს, რათა დღევანდელ დღემდე მივიდეთ. მხოლოდ BAO ჰ₀-სა და r_d-ს შორის მნიშვნელოვან პარამეტრულ დეგენერაციას ტოვებს. ჰ₀-ის აბსოლუტური მნიშვნელობის დასადგენად საჭიროა ფიზიკური კალიბრაცია — კოსმოლოგიური მოდელისა და CMB-ის ინფორმაციის, ან ადრეული სამყაროს სტანდარტული დაშვებების პირობებში პირველადი ელემენტების სიმრავლის გამოყენებით.[17]

დამოუკიდებელი დაკვირვებები შეიძლება საერთო ფიზიკურ დაშვებებს ეყრდნობოდეს. პლანკის ტემპერატურის ანიზოტროპიის მონაცემების გამოუყენებლობა ანალიზს ავტომატურად არ ხდის ადრეული სამყაროს ფიზიკისგან დამოუკიდებელს. სახაზავის კალიბრაცია დასკვნის გამოტანის ნაწილად რჩება.[17]

მანძილის განსაზღვრის სხვადასხვა გზა

რომელი ჯვარედინი შემოწმებები ეყრდნობა სხვა საფუძვლებს?

ყველაზე ძლიერი ჯვარედინი შემოწმებები მანძილების აბსოლუტური მასშტაბის წყაროს ცვლის. მათი სარგებელი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რას ზომავენ დამოუკიდებლად და რა გაურკვევლობები რჩება.

სხვადასხვა დაკვირვებადი სიდიდეები, სხვადასხვა შეზღუდვები
მეთოდი	საიდან განისაზღვრება მანძილი	რისი გათვალისწინებაა ჯერ კიდევ საჭირო
მეგამაზერიანი გალაქტიკები	რადიოტალღების გამომსხივებელი აირის კუთხური მდებარეობები, დოპლერის სიჩქარეები და აჩქარებები	დისკების მოდელები და თავისებური სიჩქარეები; ეს განსხვავდება NGC 4258-ის გამოყენებისგან ვარსკვლავური მანძილების საყრდენ წერტილად.[18]
ძლიერი ლინზირების დროითი დაყოვნებები	კვაზარის ცვალებადობის განმეორებადი სიგნალები, რომლებიც სინათლის სხვადასხვა გზით მოდის	ლინზის მასა, ვარსკვლავების მოძრაობა და წინა პლანზე არსებული მატერია; ვარსკვლავური სტანდარტული სანთლების ნულოვანი წერტილი საჭირო არ არის.[19]
გრავიტაციული ტალღების სირენები	ტალღური ფორმით განსაზღვრული სიკაშკაშური მანძილი, ფარდობითობის ზოგად თეორიაზე დაყრდნობით	ორმაგი სისტემის ორიენტაცია, დეტექტორის კალიბრაცია და წითელი წანაცვლების შესახებ ცალკეული ინფორმაცია.[20]
ზედაპირული სიკაშკაშის მერყეობა	სიკაშკაშის მერყეობა გამოსახულების პიქსელებს შორის, რომელსაც ცალკე გაურჩეველი ვარსკვლავები იწვევს	პოპულაციის მოდელირება და აბსოლუტური ნულოვანი წერტილი, რომლისთვისაც შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ცეფეიდების ან TRGB-ის საერთო კალიბრაცია.[21]

თანამედროვე TDCOSMO-ს ლინზირების ანალიზები მოქნილ მასის პროფილებს მკაფიოდ იკვლევს. მათ მიერ განსაზღვრული H₀-ის მნიშვნელობა გამოყენებული დამატებითი ინფორმაციის მიხედვით იცვლება. მაგალითად, შეიძლება ჩავრთოთ ზეახალი ვარსკვლავებით მიღებული შეზღუდვა გაფართოების ისტორიის ფორმაზე, ცეფეიდებზე დაფუძნებული ზეახალი ვარსკვლავების აბსოლუტური კალიბრაციის ჩართვის გარეშე. ამიტომ დამოუკიდებლობა ზუსტად უნდა აღიწეროს.[22]

სტანდარტული სირენები კიდევ ერთ პერსპექტიულ გზას გვთავაზობს. როდესაც წყაროს მასპინძელი კონკრეტული გალაქტიკა ვერ განისაზღვრება, გალაქტიკების კატალოგებსა და წყაროთა პოპულაციების მოდელებს შეუძლიათ წითელი წანაცვლების შესახებ სტატისტიკური ინფორმაცია მოგვაწოდონ. LVK-ის მკვლევართა ჯგუფის GWTC-4 კოსმოლოგიური ანალიზი ამ კომპონენტებსა და შერჩევის ეფექტებს მოდელირებდა, თუმცა H₀-ის გაურკვევლობა საკმარისად დიდი დარჩა, რომ ძირითადი კონკურენტი მნიშვნელობები მოეცვა. მან შეუსაბამობა ვერ გადაჭრა.[23]

მიზეზების შემოწმება და არა რომელიმე მხარის არჩევა

რა შეიძლება ხსნიდეს შეუსაბამობას?

გაზომვის ან კალიბრაციის დარჩენილი პრობლემა

მტვერი, ვარსკვლავთა პოპულაციები, ინსტრუმენტების კალიბრაცია, ზეახალი ვარსკვლავების შერჩევა და ადგილობრივი მოძრაობები — ეს ყველაფერი გავლენას ახდენს მანძილის განსაზღვრაზე. რამდენიმე მეთოდის შედეგები შეიძლება ერთად იცვლებოდეს, თუ მათ საერთო საყრდენი წერტილი ან კალიბრაცია აქვთ. მაჩვენებლების შედარება ერთსა და იმავე გალაქტიკებში და მათი საერთო გაურკვევლობების გავრცელების შეფასება გვეხმარება, განვასხვაოთ ფიზიკური შეუსაბამობა გაზომვების ქსელით მემკვიდრეობით მიღებული შეუსაბამობისგან.[15]

ადგილობრივი სტრუქტურის გავლენის შემოწმებაც შეიძლება. სტანდარტული ΛCDM სიმულაციები, რომლებიც სუპერნოვების ნიმუშის არათანაბარ განაწილებას ასახავს, წინასწარმეტყველებს, რომ ადგილობრივად განსაზღვრული H₀-ის მნიშვნელობები საცნობარო მნიშვნელობებს შორის სხვაობაზე ბევრად ნაკლებად იცვლება. ამგვარად, ამ მოდელებში ჩვეულებრივი ადგილობრივი ფლუქტუაციები შეუსაბამობის ასახსნელად საკმარისი არ არის, ხოლო კოსმოსური სიცარიელეების უფრო რადიკალურმა ჰიპოთეზებმა დამოუკიდებელ, დაკვირვებებზე დაფუძნებულ შემოწმებებს უნდა გაუძლოს.[3]

ახალი ფიზიკა რეკომბინაციამდე

ადრეული ბნელი ენერგია არის ენერგიის შემოთავაზებული, ხანმოკლე კომპონენტი, რომელიც ადრეულ სამყაროში გაფართოების სიჩქარეს ზრდის და ბგერით ჰორიზონტს ამცირებს. უფრო მცირე საზომი სახაზავის გამოყენებით შეიძლება H₀-ის უფრო მაღალი მნიშვნელობის მიღება ისე, რომ გაზომილი აკუსტიკური კუთხეები უცვლელი დარჩეს. თუმცა იგივე ცვლილება გავლენას ახდენს კოსმოსური მიკროტალღური ფონის სხვა მახასიათებლებსა და მატერიის სტრუქტურების ზრდაზეც, რომლებიც დაკვირვებებთან თავსებადი უნდა დარჩეს.[16]

დასკვნა მოდელსა და ანალიზზეა დამოკიდებული. 2025 წლის კვლევაში, რომელშიც ACT DR6-ისა და DESI DR2-ის მონაცემები გაერთიანდა, დადგინდა, რომ ადრეული ბნელი ენერგია კვლავ შესაძლო ახსნაა; რამდენად უჭერდა მას მონაცემები მხარს, დამოკიდებული იყო მონაცემთა ნაკრებების შერჩევაზე, სტატისტიკურ დამუშავებასა და იმაზე, იყო თუ არა გათვალისწინებული SH0ES-ის ინფორმაცია. მოდელზე მორგება, რომელშიც მაღალი ადგილობრივი მნიშვნელობა საწყის მონაცემად გამოიყენება, ამ მნიშვნელობის დამოუკიდებელი პროგნოზი არ არის.[24]

გაფართოების მოდელის უფრო ფართო ცვლილება

რადიაციის რაოდენობის, ნეიტრინოების ურთიერთქმედებების, რეკომბინაციის ფიზიკის ან გვიანდელი ეპოქების ბნელი ენერგიის ცვლილებამ შეიძლება კოსმოლოგიური დასკვნები შეცვალოს. მხოლოდ H₀-ის შეცვლა საკმარისი არ არის: სათანადო ახსნამ გაზომილი აკუსტიკური სტრუქტურა და მანძილისა და წითელი წანაცვლების კავშირიც უნდა აღადგინოს. გვიანდელი ეპოქების ცვლილებებისთვის დამატებითი მოთხოვნაც არსებობს – ისინი BAO-ს დაკალიბრებულ საზომ სახაზავთან თავსებადი უნდა დარჩეს.[9]

რა შეიძლება ჩაითვალოს პროგრესად?

ამოხსნამ შედეგების მთელი ერთობლიობა უნდა ახსნას

დამაჯერებელმა ამოხსნამ მხოლოდ ორი ცენტრალური მნიშვნელობის დამთხვევა კი არ უნდა უზრუნველყოს. მან უნდა ახსნას, რატომ განსხვავდებოდა საწყისი ანალიზები, გაუძლოს სხვა დაკვირვებებით შემოწმებას და სტაბილური შედეგები მოგვცეს დასაბუთებული კალიბრაციისა და მოდელირების არჩევანის შეცვლისას.

ნიშნავს თუ არა H₀-ის უფრო მაღალი მნიშვნელობა ავტომატურად იმას, რომ სამყარო უფრო ახალგაზრდაა?

შებრუნებული სიდიდე, 1/H₀, დროის სასარგებლო მასშტაბია, რომელსაც ჰაბლის დროს უწოდებენ. სამყაროს ნამდვილი ასაკი გაფართოების მთელ ისტორიაზეც არის დამოკიდებული: t₀ = ∫₀^∞ dz / [(1 + z)H(z)]. H₀-ის შეცვლისას კოსმოლოგიურ მოდელთან ერთად ახალი ასაკი ერთმნიშვნელოვნად ვერ განისაზღვრება.[2]

ყველაზე ნაყოფიერი წინსვლა სხვადასხვა დაკვირვების უფრო მჭიდრო დაკავშირებას მოაქვს: ვარსკვლავური მანძილების შემოწმება იმავე გალაქტიკებში, სირენები, რომელთა წითელი წანაცვლებაც უკეთ არის ცნობილი, გრავიტაციული ლინზირების გაზომვები უფრო ზუსტი მასის შეზღუდვებით და აკუსტიკური გაზომვები, რომლებიც სხვადასხვა ხელსაწყოთი მოწმდება. ყოველი ასეთი გაუმჯობესება ამცირებს სავარაუდო შეუსაბამობის სხვადასხვა შესაძლო წყაროს გავლენას.

კვლევის მონაცემები გადამოწმებულია: 2026 წლის 8 სექტემბერს. რიცხვითი მაგალითებისთვის მითითებულია ანალიზი და გამოქვეყნების პერიოდი; ისინი არ უნდა გასაშუალოვდეს, როგორც დამოუკიდებელი გაზომვები.

ზუსტი კითხვა, რომელზეც პასუხი ჯერ კიდევ გაურკვეველია

შეუსაბამობა აღმოჩენის ნაწილია.

ჰაბლის მუდმივას შეუსაბამობა აჩენს კითხვას, შეუძლია თუ არა სამყაროს ისტორიის ჩვენეულ აღწერას ადრეული სამყარო დღევანდელ მანძილთა გაზომვებთან დააკავშიროს. ვინც არ უნდა გადაჭრას ეს საკითხი, ახსნამ დაკვირვებები უფრო დამაჯერებლად უნდა შეაჯეროს და აჩვენოს, რატომ თანხმდებიან ისინი.

იმის შესახებ, თუ როგორ იკვლევენ მეცნიერები სამყაროს გაფართოების აჩქარებას, წაიკითხეთ სტატია „ბნელი ენერგიის კვლევა“.

წყაროები და დამატებითი საკითხავი მასალა

ორიგინალური კვლევები, სამეცნიერო მიმოხილვები და დაკვირვების პროგრამების ოფიციალური ინფორმაცია. გადამოწმებულია 2026 წლის სექტემბერში. ორიგინალური დიაგრამები განმარტავს გაფართოებასა და გაზომვის მეთოდებს. შედარების გრაფიკზე ნაჩვენებია გამოქვეყნებული ორი შეფასება, მათი თარიღების მკაფიო მითითებით.

დევისი და ლაინვივერი (2004) — გაფართოების დამაბნეველი საკითხიაკავშირებს სამყაროს გაფართოებას, მასშტაბის ფაქტორს, მანძილსა და წითელ წანაცვლებას.
ჰოგი (1999, შესწორებული 2000) — მანძილის საზომები კოსმოლოგიაშიგანმარტავს ჰაბლის ერთეულებს, მანძილის განსაზღვრის შეთანხმებებს და გაფართოების ისტორიას, რომლებიც სამყაროს ასაკის დასადგენად არის საჭირო.
ვუ და ჰუტერერი (2017) — შერჩევის დისპერსია ჰაბლის მუდმივას ადგილობრივ გაზომვებშიამოწმებს, როგორ მოქმედებს ადგილობრივი სტრუქტურა და სუპერნოვების ნიმუშის არათანაბარი განაწილება გაფართოების განსაზღვრულ სიჩქარეზე.
რისი და სხვ. (2021), კოსმოსური მანძილები, დაკალიბრებული 1%-იანი სიზუსტით Gaia EDR3-ის პარალაქსებისა და ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპით დაკვირვებული ირმის ნახტომის 75 ცეფეიდის ფოტომეტრიის გამოყენებითირმის ნახტომის ვარსკვლავების პარალაქსები ცეფეიდების სიკაშკაშის კალიბრაციის გეომეტრიულ საწყის წერტილს გვაძლევს.
Pietrzyński და სხვ. (2019), დიდი მაგელანის ღრუბლამდე მანძილის ერთპროცენტიანი სიზუსტით გაზომვაგანცალკევებული დაბნელებადი ორმაგი ვარსკვლავები დიდ მაგელანის ღრუბელში დამოუკიდებელ გეომეტრიულ საყრდენ წერტილს იძლევა.
Reid, Pesce და Riess (2019), NGC 4258-მდე მანძილის დახვეწილი შეფასება და მისი მნიშვნელობა ჰაბლის მუდმივასთვისNGC 4258-ის ცენტრალური შავი ხვრელის გარშემო მოძრავი წყლის მეზერები მანძილის გეომეტრიული კალიბრაციის საშუალებას იძლევა.
Riess და სხვ. (2022), ადგილობრივი ჰაბლის მუდმივას მნიშვნელობის ზუსტი გაზომვა 1 km/s/Mpc გაურკვევლობითSH0ES-ის 2022 წლის ცეფეიდებისა და ზეახლების მკაფიოდ დათარიღებული საბაზისო შეფასება: H₀ = 73.04 ± 1.04 km s⁻¹ Mpc⁻¹, სისტემური შეცდომების ჩათვლით.
Scolnic და სხვ. (2022), „Pantheon+“-ის ანალიზი: მონაცემთა სრული ნაკრები და გამოქვეყნებული ნათების მრუდებიIa ტიპის ზეახლები მანძილის სასარგებლო მაჩვენებლები ხდება ნათების მრუდის, ფერის, შერჩევისა და კალიბრაციის შესწორებების გამოყენების შემდეგ.
Knox და Millea (2020) — ჰაბლის მუდმივას მაძიებლის გზამკვლევიაჩვენებს, როგორ განისაზღვრება კოსმოლოგიური მოდელის გამოყენებით დღევანდელი გაფართოების სიჩქარე კოსმოსური მიკროტალღური ფონის აკუსტიკური ნიშნების საფუძველზე.
„Planck“-ის თანამშრომლობა (2020) — „Planck 2018“-ის კოსმოლოგიური პარამეტრებიეტალონური 67,4 ± 0,5 შედეგი მიღებულია იმ დაშვებით, რომ ბრტყელი სამყაროს საბაზისო ΛCDM მოდელი სწორია, და „Planck“-ის ტემპერატურის, პოლარიზაციისა და გრავიტაციული ლინზირების მონაცემების გამოყენებით.
Louis და სხვ. (2025) — ACT DR6-ის სიმძლავრის სპექტრები, ალბათობის ფუნქციები და ΛCDM პარამეტრებიტემპერატურისა და პოლარიზაციის მონაცემების ურთიერთშედარებითი შემოწმებები მხოლოდ „Planck“-ით არ შემოიფარგლება; ერთობლივი შედეგები მონაცემთა შერჩეულ ნაკრებებზეა დამოკიდებული.
Riess და სხვ. (2025), იდეალური მასპინძელი გალაქტიკა: JWST-ის ცეფეიდებზე დაკვირვებები Ia ტიპის ზეახლის მასპინძელ გალაქტიკაში ფონური ნათების გარეშე ადასტურებს, რომ ჰაბლის მუდმივას გაზომვებში სისტემური წანაცვლება არ არისJWST პირდაპირ ამოწმებს ვარსკვლავების სიმჭიდროვის გავლენას ცეფეიდებზე დაფუძნებულ მანძილის კიბეზე, მათ შორის ვარსკვლავებით უკიდურესად იშვიათად მოფენილ ველს NGC 3447 გალაქტიკაში.
Freedman და სხვ. (2025), ჩიკაგო–კარნეგის ჰაბლის პროგრამის მიმდინარეობის ანგარიში: ჰაბლისა და ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპების გამოყენებით ჰაბლის მუდმივის გაზომვაგანახლებულ CCHP ანგარიშში გამოყენებულია TRGB და JAGB მეთოდებით განსაზღვრული მანძილები და ნაჩვენებია, რატომ არ შეიძლება ადგილობრივი მეთოდების შედეგების ერთ უნივერსალურ რიცხვად განზოგადება.
Li და სხვ. (2025), JAGB 2.0: ჰაბლის მუდმივის უფრო ზუსტი შეზღუდვები J დიაპაზონის ასიმპტოტური გიგანტების ტოტის ვარსკვლავების მიხედვით, JWST-ის დაკვირვებების გაფართოებული ნიმუშის საფუძველზენახშირბადით მდიდარი გიგანტები მანძილის გაზომვის კიდევ ერთი ვარსკვლავური ინდიკატორია; კალიბრაციისა და ვარსკვლავური პოპულაციების გავლენა კვლავ კვლევის საგანია.
H0DN-ის თანამშრომლობის ჯგუფი (2025), ადგილობრივი მანძილების ქსელი: ჰაბლის მუდმივის ~1 % სიზუსტით გაზომვის შესახებ საზოგადოებრივი კონსენსუსის საფუძველზე მომზადებული ანგარიშიქსელის ერთობლივი ანალიზი ადგილობრივი მანძილის ინდიკატორების გაერთიანებისას მათ საერთო კალიბრაციას ითვალისწინებს.
McDonough და სხვ. (2023) — ადრეული ბნელი ენერგიის შეზღუდვები დაკვირვებების მიხედვითგანმარტებულია, როგორ ცვლის ადრეული სამყაროს ენერგიის დროებითი კომპონენტი ბგერით ჰორიზონტსა და სხვა დაკვირვებად სიდიდეებს.
Addison და სხვ. (2018) — BAO-ს გაზომვები და ჰაბლის მუდმივის შეუსაბამობაBAO ზღუდავს მანძილების შეფარდებებს; ჰაბლის მუდმივის აბსოლუტური მნიშვნელობის დასადგენად საჭიროა ფიზიკური სიგრძის ეტალონის კალიბრაცია.
Pesce და სხვ. (2020) — მეგამაზერების კოსმოლოგიის პროექტი. XIII. ჰაბლის მუდმივის ერთობლივი შეზღუდვებიორბიტაზე მოძრავი წყლის მასერების რადიოდაკვირვებები გალაქტიკებამდე მანძილების გეომეტრიულად განსაზღვრის საშუალებას იძლევა, ვარსკვლავების სიკაშკაშეზე დაფუძნებული მანძილების კიბის გამოყენების გარეშე.
Birrer და სხვ. (2024) — დროითი დაყოვნების კოსმოგრაფია: ჰაბლის მუდმივისა და სხვა კოსმოლოგიური პარამეტრების გაზომვა ძლიერი გრავიტაციული ლინზირების გამოყენებითსიკაშკაშის განმეორებადი ცვლილებები, სიგნალების მოსვლის დროის დაყოვნებები და ლინზების მოდელები ერთად აბსოლუტური კოსმოლოგიური მანძილების შეზღუდვის საშუალებას იძლევა.
Abbott და სხვ. (2017) — ჰაბლის მუდმივას გაზომვა გრავიტაციული ტალღების სტანდარტული სირენის მეთოდითGW170817-ის შერწყმამ აბსოლუტური მანძილის განსაზღვრის მეთოდი წარმოაჩინა, რომელიც გრავიტაციული ტალღის ფორმასა და ცალკე იდენტიფიცირებულ მასპინძელ გალაქტიკას იყენებს.
Blakeslee და სხვ. (2021) — ჰაბლის მუდმივა ინფრაწითელ დიაპაზონში ზედაპირის სიკაშკაშის ფლუქტუაციებით განსაზღვრული მანძილების საფუძველზეზედაპირის სიკაშკაშის ფლუქტუაციები მანძილის განსხვავებულ ინდიკატორს გვთავაზობს, თუმცა მათი აბსოლუტური მასშტაბი შეიძლება ცეფეიდებთან ან TRGB-თან საერთო კალიბრაციას ეყრდნობოდეს.
TDCOSMO-ს თანამშრომლობა (2025) — კოსმოლოგიური შეზღუდვები ძლიერი გრავიტაციული ლინზირების დროითი დაყოვნებების საფუძველზედროითი დაყოვნების თანამედროვე ანალიზები აერთიანებს ლინზირებულ გამოსახულებებს, ვარსკვლავების მოძრაობასა და წინა პლანის სტრუქტურას, ამასთან მასის განაწილების პროფილების მოქნილად შერჩევის საშუალებას იძლევა.
LIGO–Virgo–KAGRA-ს თანამშრომლობა (2025) — GWTC-4.0: კოსმოსური გაფართოების სიჩქარისა და გრავიტაციული ტალღების მოდიფიცირებული გავრცელების შეზღუდვებისტანდარტული სირენების თანამედროვე ანალიზები აერთიანებს ტალღებით განსაზღვრულ მანძილებს წითელი წანაცვლების სტატისტიკურ ინფორმაციასთან და აშკარად ითვალისწინებს შერჩევისა და პოპულაციის განუსაზღვრელობებს.
Poulin და სხვ. (2025) — ACT DR6, DESI DR2 და ადრეული ბნელი ენერგიანაჩვენებია, როგორ ცვლის მონაცემების შერჩევა და სტატისტიკური მეთოდები ადრეულ ბნელ ენერგიაზე დაფუძნებული ამოხსნის შეფასებას.

გააგრძელეთ კვლევა · თავი 10

კოსმოლოგია და სამყაროს მასშტაბური სტრუქტურა

Grįžti į tinklaraštį