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膨張する宇宙の速度をめぐって議論が激化

今週、宇宙で最も争われている数の 1 つであるハッブル定数 (宇宙が膨張する速度) を計測する主要な専門家が集まり、新しい測定値が宇宙論で発生しつつある嵐から抜け出す方法を示してくれることを期待して集まりました.

これまでのところ運がありません。赤色巨星に依存する熱望された新しい宇宙の尺度は、定数の実際の値についての議論を混乱させるだけであり、他の測定は解決をもたらさなかった.ノースカロライナ州ダーラムにあるデューク大学の天体物理学者であるダニエル・スコルニックは、「私が参加した中で最もクレイジーな会議でした。 「誰もがジェットコースターに乗っているような気分でした。」

カリフォルニア州サンタバーバラにあるカブリ理論物理学研究所での会議は、1920 年代にさかのぼる物語の最新のエピソードでした。エドウィン ハッブルは、宇宙を遠くに見れば見るほど、より速く銀河が地球から遠ざかっていることを確立しました。それ以来、科学者たちはそのキャリア全体を、その流れの速度、ハッブルの名を冠した定数、または H0 の改良に捧げてきました。しかし最近、この問題は学際的な論争へと発展しています。

一方には、ヨーロッパの衛星プランクによって記録されたビッグバンの残光の地図など、最も遠い距離からデータを収集する宇宙論者がいます。彼らは、その残光の特徴の見かけのサイズを、理論で予測されている実際のサイズと比較して、約 67 の H0 を計算します。これは、メガパーセクの天文学者が増えるごとに、遠くの銀河が毎秒 67 キロメートル速く天の川から離れていくはずであることを意味します。宇宙を見つめてください。

しかし、天文学者が実際の銀河を観察し、微妙な推論の連鎖を使用して、宇宙の目盛りのイライラする欠如を補うと、別の数値が得られます。過去数年間、メリーランド州ボルチモアにあるジョンズ・ホプキンス大学のノーベル賞受賞者であるアダム・リースが率いるチームは、標準的なろうそくをカタログ化しました。これは、既知の明るさを持つ天体物理オブジェクトであり、地球からの明るさに基づいてその距離を計算できます。チームは、白色矮星の超新星爆発を標準ビーコンとして使用して、膨張する宇宙のはるか彼方までの距離を測定します。彼らは、同じ銀河にあるセファイドと呼ばれる変光星を監視することで、近くの超新星の明るさを調整します。星の光は、固有の明るさを示す速度で増減します。今年初め、SH0ES と呼ばれるこのチームは、天文学者側の基準方位測定値である約 74 の H0 を報告しました。

宇宙論者と天文学者の間の食い違いが、微妙な隠れた方法論的欠陥に起因するものではない場合、現代物理学自体が改訂される可能性があります。その可能性に唾液を吐く理論家たちは、初期宇宙に隠された要素、つまり新しい粒子や相互作用を夢想し始め、それが湾にパッチを当てる可能性があります。しかし、彼らは新しい問題を引き起こさない修正を見つけていません。天文学者たちはサンタバーバラに集まり、定数を測定する他の方法に対して SH0ES の結果を二重および三重にチェックしました。

H0LiCOW と呼ばれるチームは、重力レンズ、クエーサーと呼ばれる非常に遠くのちらつきビーコンからの光が、介在する別の銀河の重力によって空に複数の画像に曲げられる異常な宇宙の配置に依存していました。各画像は、拡大する空間を横切る異なる経路に沿って移動する光によって形成されます。ただし、そのため、ちらつきがすべて同時に地球に到達するわけではありません。時間遅延とそれほど単純ではないジオメトリに基づいて、チームは 6 つの異なるそのようなシステムから H0 を計算し、約 73 の値に達しました。これは、SH0ES の結果に「非常に近い」と、Geoff Chih-Fan Chen は述べています。カリフォルニア大学デービス校のチームメンバー。チームは、バイアスを避けるために分析の最後まで、会議の直前にプレプリント サーバー arXiv で公開された最終的な数字をチェックしなかった、とチェンは言います。 「無意識のうちに正しい答えを得たいと思う人もいます。」

可能性のある新しい物理学の 1 つのポイント。しかし、会議はねじれをもたらしました。最初の夜、イリノイ州シカゴ大学のベテラン H0 測定者である Wendy Freedman が率いるカーネギー - シカゴ ハッブル プログラム チームは、待望の独自の論文をアップロードしました。> —arXivへ。フリードマンのチームは、新しいタイプの標準キャンドルの開発を目指しました。 「すべての卵をセファイド バスケットに入れたら」とフリードマンは言います。

代わりに、彼女のチームは、赤色巨星と呼ばれる古くて膨らんだ星に注目しました。これらの星は、水素燃料を心臓部ですでに使い果たし、核の周りの水素殻が燃え続けているため、不活性なヘリウムの核に変換しています。遠くから見た星は、どんどん明るくなっていきます。しかし、予測可能な特定の限界で、中心部の温度と圧力がヘリウムを燃焼させるのに十分なほど高くなり、星の内部を再構成する爆発的なエネルギーの閃光を生成し、最終的には暗くなり始めます。遠方の銀河で最も明るい赤色巨星 (この理論上の限界を満たしているもの) を見つけることで、チームはそれらを標準のろうそくとして使用して、距離と独自の H0 を計算できました。

論文が発表された翌日、Freedman は会議で結果を発表しました。約 70 という驚くほど低い H0 でした。値は、競合する側の間で行き詰まり、宇宙論者にわずかに有利でした。 「少なくとも何人かの人々は一瞬立ち止まって、『まあ、それほど明確ではないかもしれません』と言うようになりました」とフリードマンは言います。

SH0ES チームは Freedman の論文が発表されるやいなや集まっており、メンバーは彼女の話の後、彼女のチームの根底にある前提のいくつかに疑問を呈する準備ができていました。彼らはまた、それほど正確ではないにしても、独立した天体物理学の概念に依存するハッブルの結果がサンタバーバラで発表された他の 3 つの結果を指摘しました。の銀河が中心から端に向かって落ちていきます。

これらすべての天文学的結果を一緒に平均した総合測定では、73 という値が得られました。データに隠れた偏りがまだ潜んでいない限り、その値と宇宙論者のより低い数値との間のギャップは、物理学者が可能性を分割するために使用する 5σ の統計的標準に近いか、またはそれを上回ったままです。

リースの考えでは、少なくとも、天文学者は、ハッブル湾が太古の宇宙と最近の宇宙との真の違いを強調しているというコンセンサスに近づいています. 「問題、不一致、危機が残っています」とRiess氏は言います。 「会議での最大の議論は、どの言葉を使うかということだと思いました。」

彼自身の投票?危機。


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