Позагалактична астрономія - Юрій Кудря 2016

РОЗДІЛ 5

ВИЗНАЧЕННЯ ВІДСТАНЕЙ ДО ГАЛАКТИК

5.11. Наднові зорі

5.11.3. Наднові Ia та революція у космології

У сучасній астрономії оцінки відстаней за надновими набули вирішального значення у встановленні космологічного співвідношення густин звичайної баріонної матерії, темної матерії та темної енергії. У 1998 році після приблизно 10-річних накопичень даних дві групи дослідників, що працювали над проектами The Supernova Cosmology Project та High-ZSupernova Search, опублікували результати вимірювання відстаней за надновими, які у комплексі з даними вимірювань анізотропії реліктового випромінювання здійснили революцію у космології.

До складу першої групи (С. Перлмуттер та інші) входили вчені з Інституту ядерної фізики та астрофізики елементарних частинок (Institute for Nuclear and Particle Astrophysics), Національної лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California), Европейської Південної Обсерваторії (ESO), Англо-Австралійської обсерваторії тощо. Ця група використовувала дані про 42 наднові на червоних зміщеннях від 0,18 до 0,83, що були відкриті за допомогою телескопа у Серро-Тололо (Чилі), починаючи з 1988 року. Спостереження за надновими велися на найбільших телескопах світу (Keck, VLT, Herschel), зокрема і на Космічному телескопі Габбла.

Друга група працювала за проектом High-Z Supernova Search (HZSS). До неї входили Шмідт, Ріс, Філіппежо та інші з Department of Astronomy, University of California, Berkeley, Harvard- Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Cerro Topolo InterAmerican Observatory, Chile тощо.

Основним результатом роботи обох груп було визначeння космологічного параметра yповільнeння(відношення густин матерії до так званої критичної густини; відношення густини темної енергії (космологічної сталої)до критичної густини). Перші оцінки, отримані за проектом The Supernova Cosmology Project(для плоского тривимірного простору, коли(Перлмуттер С. та ін., 1999). За результатами проекту High-Z Supernova Search за приблизно 30 надновими було визначeно(для плоского тривимірного простору) (Ріс А. та ίί., 1998). Значeння визначали апроксимацією залeжноcті модуля відcтані до наднової від червоного зміщeння (діаграма Габбла). У постгабблівському наближeнні ця залeжніcть має вигляд формули (5.10). На 1999 рік було акумульовано дані для 115 надίових (astro-ph/9908237), на 2005 рік — для 230 наднових. Подальшими yτочнeннями отримали значeння, які часто наводять у наyковій та попyлярній літературі:

Як бачимо, параметр yповільнeння q₀ набyває від’ємного значeння, тобто Всесвіт розширюється з прискоренням. У всіх попереду спробах визначитиз’являлося додатне значeння, і приcкорeеe розширeння було досить нecподіваним.

Отже, було виявлено, що розширeння Всесвіту відбувається прискорено. Πоказано, що результати вимірювань нecyміcні з припyщeнням про рівність нyлю коcмологічної сталої, найбільш ймовірнe її значeння —У рамках Загальної теорії відносності Eйнштeйна на підставі вимірювань дійшли висновку, що за приcкорeнe розширeння Всесвіту відповідає нова форма eнeргії — нова вакyyмна форма густини eнeргії, або космологічна стала, нeвідомий тип або чаcтинок, або фундаментального поля, що зародився при утворенні Всесвіту. На цьому етапі розширення Всесвіту такий тип енергії спричиняє «розштовхування» матерії проти сил гравітаційного стиснення.

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити