ثابت هابل چیست

• توسط : محبوبه خاوری
• در : ۱۳۹۹-۰۳-۱۳
• در : دانستنیها علمی هوا و فضا

ثابت هابل چیست آیا چیزی در مورد ارتباط بین ثابت هابل و انبساط جهان و گسترش آن شنیده اید؟
ثابت هابل یا Hubble Constant واحدی است که توصیف می کند جهان به سرعت در فواصل مختلف از یک نقطه خاص از فضا گسترش می یابد.  ثابت هابل که بر اساس قانون هابل شکل گرفته است سنگ بنای اصلی درک ما از تکامل جهان است.

ثابت هابل چگونه کشف شد؟

ثابت هابل نخستین بار در دهه ۱۹۲۰ میلادی، توسط ستاره شناس آمریكایی ادوین هابل Edwin Hubble محاسبه شد. به گفته ناسا، او کشف کرد که اشیاء آسمانی فازی مانند ابر، کهکشان های دوری هستند که در خارج از کهکشان راه شیری در حال دور شدن از ما هستند.
پیش از هابل خانم هنریتا سوان لیویت Henrietta Swan Leavitt، ستاره شناس آمریکایی نشان داد که ستاره های ویژه ای به نام متغیرهای Cepheid وجود دارند که درخشندگی آنها مرتباً زیاد و کم می شود و بین دوره تغییر و میزان درخشندگی ذاتی آن ها ارتباط تنگاتنگی وجود دارد. هابل با دانستن این موضوع که یک Cepheid چقدر می تواند روشن باشد و بعد نور آن کم شود فهمید که می توان فاصله Cepheid را بدست آورد.

ثابت هابل چیست – ارتباط بین ثابت هابل و انبساط جهان

آنچه هابل پیدا کرد قابل توجه بود. به نظر می رسید که تمام کهکشان های جهان از سیاره ما دور می شوند. این مشاهدات که در سال ۱۹۲۹ توسط هابل صورت گرفته بود مبنای آنچه معروف به قانون هابل است را ایجاد نمود. قانون هابل بیان می کند که بین فاصله ما با فاصله یک شیء در کیهان و نوری که از آن ها به ما می رسد ارتباط وجود دارد.
این مسئله فقط مختص به ما نیست و هر موجودی در هر جایی از کهکشان که باشد می تواند ببیند که اشیاء موجود در جهان به یک سرعت مشخص در حال گسترش و در نتیجه دور شدن از یکدیگر هستند. به دلیل تلاش های هابل کشفیات او به نام خودش ثبت شد و ثابت هابل نام گرفت.

ثابت هابل چیست – ارتباط بین ثابت هابل و انبساط جهان

چرا ثابت هابل در حال تغییر است؟

در دهه ۱۹۹۰ ، منجمان متوجه شدند که ابرنواخترهای دور کمرنگ و از فاصله ای که قبلاً گمان می کردند دورتر می شوند. این یافته نشان می دهد که جهان نه تنها در حال گسترش است بلکه در گسترش آن شتاب نیز دخیل است؛ به همین دلیل به مدل قبل انرژی تاریک نیز افزوده شد که همه چیز را در کیهان از هم جدا می کند.
بعد از این موضوع محققان سعی کردند که نرخ سرعت شتاب کیهانی را پیدا کنند تا بدانند چگونه جهان آغاز و تکامل یافته و سرنوشت نهایی آن چه خواهد بود.
داده های مربوط به متغیرهای Cepheid و دیگر منابع اخترفیزیکی محاسبه ثابت هابل را ۵۰۴۰۰ مایل در ساعت در میلیون سال نوری (۷۳٫۴ کیلومتر در ثانیه / Mpc) در سال ۲۰۱۶ محاسبه کرد.
اما تعداد متناوب با استفاده از اطلاعات ماهواره آژانس فضایی اروپا پلانک گرفته شده است. این فضاپیما ۱۰ سال گذشته را صرف اندازه گیری پس زمینه مایکروویو کیهانی کرده است. آژانس پلانك ثابت كرد كه ثابت هابل در سال ۲۰۱۸ در حدود ۴۶۰۰ مایل در ساعت در هر میلیون سال نوری (۶۷٫۴ كیلومتر بر ساعت در ساعت) بوده است.

بیشتر بخوانید : آتش سنت المو چیست؟

ثابت هابل چیست – ارتباط بین ثابت هابل و انبساط جهان

این دو مقدار ممکن است بسیار خیلی به نظر نرسند اما هرکدام فوق العاده دقیق هستند و لذا اگر تخمین Cepheid اشتباه باشد بدین معنی است که اندازه گیری فاصله های اخترشناسان از زمان هابل نادرست بوده است. اما اگر تخمین دوم اشتباه باشد آن گاه علم فیزیک که مبتنی بر عقل و محسابات قوی ما است باید به کلی کنار گذاشته شود و فزضیات و نظریات جدید و عجیب و غریب وارد مدل های فیزیکدانان جهان شود. و نکته جالب این جاست که هیچ تیمی از این دانشمندان که این اعداد را تعیین کرده اند حاضر نیستند اشتباهات عمده اندازه گیری را بپذیرند.

در ژوئیه سال ۲۰۱۹، ستاره شناسان از یک تکنیک جدید استفاده کردند تا محاسبه جدیدی از ثابت هابل ارائه دهند. محققان نور ستارگان غول سرخ را مطالعه کردند که در پایان عمر همه آنها به همان اوج روشنایی می رسند. این بدان معناست که  مانند Cepheid، ستاره شناسان می توانند ببینند که ستاره های غول سرخ رنگ از زمین چگونه ظاهر می شوند و به این ترتیب فاصله آن ها را تخمین می زنند.

ثابت هابل چیست – ارتباط بین ثابت هابل و انبساط جهان

مقدار جدید دقیقاً بین ۴۷۳۰۰ مایل در ساعت در هر میلیون سال نوری (۶۹٫۸ کیلومتر در ثانیه / Mpc) قرار دارد اما دانشمندان هنوز از قطعیت آن کاملاً مطمئن نیستند.

باری مادور Barry Madore، اخترشناس دانشگاه شیکاگو و یکی از اعضای تیمی که آخرین اندازه گیری ها را انجام داده است می گوید: ” می خواستیم عددی که به دست می آوریم چیزی بین دو عدد تخمین زده باشد اما عددی که ما به دست آوردیم نمی گوید که حق با کدام یک از طرفین است” اما بحث ها پیرامون ثابت هابل همچنان ادامه دارد.