ब्रह्मांडीय दूरी सीढ़ी और हबल स्थिरांक

खगोलविद ब्रह्मांडीय दूरियों को अतिव्यापी विधियों, जैसे लंबन से लेकर मानक मोमबत्तियों तक, को एक साथ जोड़कर मापते हैं, ताकि ब्रह्मांड के विस्तार की दर, जिसे हबल स्थिरांक के रूप में जाना जाता है, को कैलिब्रेट किया जा सके।

Definition

ब्रह्मांडीय दूरी सीढ़ी परस्पर कैलिब्रेटेड तकनीकों का अनुक्रम है जिसका उपयोग उत्तरोत्तर बड़े पैमाने पर खगोलीय दूरियों को मापने के लिए किया जाता है, जिससे, रेडशिफ्ट के साथ मिलकर, हबल स्थिरांक, ब्रह्मांड के वर्तमान-दिन के विस्तार की दर, प्राप्त की जाती है।

Scope

यह विषय दूरी सीढ़ी के सोपानों को शामिल करता है, जिसमें त्रिकोणमितीय लंबन, सेफीड अवधि-चमक संबंध, और मानक मोमबत्तियों के रूप में टाइप Ia सुपरनोवा, सोपानों के बीच क्रॉस-कैलिब्रेशन, परिणामी दूरियों और रेडशिफ्ट से हबल स्थिरांक का निर्धारण, और प्रत्येक चरण को प्रभावित करने वाली व्यवस्थित अनिश्चितताएं शामिल हैं।

Core questions

• कई परिमाण के पैमाने पर दूरियों को कैसे मापा जाता है?
• सेफीड्स और टाइप Ia सुपरनोवा मानक मोमबत्तियों के रूप में क्यों उपयोगी हैं?
• हबल स्थिरांक कैसे निकाला जाता है, और इसकी प्रमुख अनिश्चितताएं क्या हैं?

Key concepts

• त्रिकोणमितीय लंबन
• सेफीड चर
• अवधि-चमक संबंध
• टाइप Ia सुपरनोवा
• मानक मोमबत्ती
• हबल स्थिरांक
• दूरी मापांक

Key theories

अवधि-चमक संबंध

सेफीड चर तारे अपनी आंतरिक चमक से कसकर सहसंबद्ध अवधियों के साथ स्पंदित होते हैं, इसलिए एक सेफीड की अवधि को मापने से उसकी वास्तविक चमक और इस प्रकार उसकी दूरी प्राप्त होती है, जो सीढ़ी का एक महत्वपूर्ण सोपान प्रदान करती है।

मानक मोमबत्तियां

टाइप Ia सुपरनोवा में मानकीकरण के बाद लगभग एक समान चरम चमक होती है, जिससे उनकी दूरियों को स्पष्ट चमक से अनुमानित किया जा सकता है और सीढ़ी को हबल प्रवाह में गहराई तक बढ़ाया जा सकता है।

Mechanisms

लंबन आस-पास के तारों की ज्यामितीय दूरियां देता है; ये सेफीड्स को कैलिब्रेट करते हैं, जो सुपरनोवा मेजबान आकाशगंगाओं को कैलिब्रेट करते हैं, जो बदले में चिकने हबल प्रवाह में दूर के सुपरनोवा को कैलिब्रेट करते हैं, जहां मंदी के वेग को दूरी से विभाजित करने पर हबल स्थिरांक प्राप्त होता है।

Clinical relevance

सटीक दूरी माप अवलोकन संबंधी ब्रह्मांड विज्ञान की नींव है: कैलिब्रेटेड हबल स्थिरांक ब्रह्मांड के पूर्ण पैमाने, आयु और ऊर्जा बजट को निर्धारित करता है, और स्थानीय और प्रारंभिक-ब्रह्मांड मूल्यों की तुलना मानक ब्रह्मांडीय मॉडल की एक केंद्रीय जांच बन गई है।

History

1912 के आसपास लेविट द्वारा सेफीड अवधि-चमक संबंध की खोज ने अतिरिक्त-आकाशगंगा दूरियों को मापने योग्य बना दिया; हबल स्पेस टेलीस्कोप और टाइप Ia सुपरनोवा के साथ दशकों के शोधन ने हबल स्थिरांक को कुछ प्रतिशत तक सीमित कर दिया, जिससे प्रारंभिक ब्रह्मांड से अनुमानित मान के साथ तनाव बढ़ गया।

Debates

हबल तनाव

हबल स्थिरांक के दूरी-सीढ़ी निर्धारण ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि से अनुमानित मान से कई मानक विचलनों से अधिक हैं, जिससे इस बात पर बहस छिड़ गई है कि क्या इसका कारण अज्ञात व्यवस्थित त्रुटियां हैं या वास्तव में नया भौतिकी है।

Key figures

• Henrietta Swan Leavitt
• Edwin Hubble
• Allan Sandage
• Adam Riess
• Wendy Freedman

Seminal works

• leavitt1912
• riess2022

Frequently asked questions

इसे सीढ़ी क्यों कहा जाता है?

प्रत्येक विधि एक सीमित सीमा पर काम करती है और इसे अपने नीचे की विधि का उपयोग करके कैलिब्रेट किया जाता है, इसलिए दूरियों को सोपान-दर-सोपान बनाया जाता है: लंबन सेफीड्स को कैलिब्रेट करता है, सेफीड्स सुपरनोवा को कैलिब्रेट करते हैं, और सुपरनोवा दूर के ब्रह्मांड तक पहुंचते हैं, जैसे सीढ़ी चढ़ना।

हबल स्थिरांक के माप असहमत क्यों हैं?

स्थानीय दूरी सीढ़ी मानक मॉडल को मानते हुए ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विश्लेषण की तुलना में अधिक मान देती है; क्या यह सूक्ष्म माप त्रुटियों या हमारे ब्रह्मांडीय सिद्धांत में एक अंतर को दर्शाता है, यह एक खुला और सक्रिय रूप से अध्ययन किया गया प्रश्न बना हुआ है।