ブラックホールの衝突は、宇宙が膨張している速度を推定するのに役立つ可能性があります

プラトン再発行

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私たちの宇宙はどのくらいの速さで膨張していますか?

ハッブル定数は、宇宙がどれだけ速く膨張しているかを教えてくれるので、宇宙論で最も重要な数の XNUMX つです。このレートを測定するには、さまざまな方法があります。ただし、宇宙の年齢、歴史、構成などの基本的な問題をよりよく理解するには、この数値の精度を判断することが不可欠です。

二人による新たな研究シカゴ大学天体物理学者は、この計算を行う方法を提供しています: 衝突するブラックホールのペアを使用し、それによって理解する宇宙の進化、それが何でできているか、そしてどこへ行くのか。

科学者によると、「スペクトラルサイレン」と呼ばれるこの新しい技術は、宇宙のとらえどころのない「XNUMX 代」の時代についての情報を提供できる可能性があります。

時折、XNUMX つのブラックホールが衝突します。このイベントは非常に強力で、時空の波紋それは宇宙を旅します。これらの波紋は重力波とも呼ばれます。

米国のレーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) とイタリアの天文台乙女座は、地球上でこれらのさざ波を拾うことができます。過去数年間、LIGO と Virgo はほぼ 100 ペアの測定値を収集してきました。ブラックホールの衝突.

各衝突からの信号には、次の情報が含まれています。ブラックホールの質量はどれくらいでしたか. しかし、信号は宇宙を移動しており、その間に宇宙が膨張し、信号の特性が変化しました。

論文のXNUMX人の著者のうちのXNUMX人であるシカゴ大学の天体物理学者ダニエル・ホルツは、次のように述べています。 「たとえば、ブラックホールを宇宙の早い段階に置くと、信号が変化し、実際よりも大きなブラックホールのように見えます。」

そのシグナルがどのように変化したかを推定する方法を決定することは、科学者が宇宙の膨張率. ただし、問題はキャリブレーションです。オリジナルからどれだけ変化したかをどうやって知るのでしょうか?

この新しい研究では、科学者は、ブラックホールの全集団に関する新しい知識をキャリブレーションツールとして使用できることを示唆しています。たとえば、現在の証拠は、検出されたブラックホールのほとんどが太陽の 40 倍から XNUMX 倍の質量を持っていることを示しています。

筆頭著者のホセマリアエスキアガは、NASA アインシュタインポスドク研究員であり、カブリ宇宙物理学研究所のフェローであり、ホルツ大学のシカゴ大学で研究を行っています。「そのため、近くにあるブラックホールの質量を測定し、その特徴を理解してから、さらに離れたところにあるブラックホールがどれだけシフトしたように見えるかを確認します。そして、これは宇宙の膨張の尺度を与えてくれます。」

将来、LIGO の機能が拡大するにつれて、この方法は、他の方法では研究が困難な約 10 億年前の宇宙の「XNUMX 代」の時代へのユニークな窓を提供する可能性があるため、科学者は興奮しています。

著者は、「この方法のもう XNUMX つの利点は、科学的知識のギャップによって生じる不確実性が少なくなることです。メソッドは、全体を使用してそれ自体を較正できます。ブラックホールの人口、エラーを直接特定して修正します。ハッブル定数を計算するために使用される他の方法は、多くの複雑な物理学と天体物理学を含む、星と銀河の物理学に関する現在の理解に依存しています。これは、まだわからないことがあると、測定値がかなりずれてしまう可能性があることを意味します。」

「対照的に、この新しいブラックホール法は、ほぼ純粋にアインシュタインの重力理論これは十分に研究されており、科学者がこれまでにテストしようとしてきたすべての方法に反対しています。」

ウッドと, 「すべてのブラックホールからより多くの読み取り値が得られるほど、このキャリブレーションはより正確になります。できれば数千のこれらの信号が必要であり、数年で、さらに今後 XNUMX 年または XNUMX 年でさらに増えるはずです。その時点で、宇宙について学ぶための信じられないほど強力な方法になるでしょう。」

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