Percepatan Alam Semesta dan Supernova Tipe Ia

Dengan menggunakan katai putih yang meledak sebagai lilin standar, dua tim pada akhir tahun 1990-an menemukan bahwa ekspansi alam semesta mengalami percepatan, membalikkan ekspektasi bahwa gravitasi seharusnya memperlambatnya.

Definition

Alam semesta yang mengalami percepatan adalah temuan, yang ditetapkan dengan supernova Tipe Ia, bahwa laju ekspansi kosmik meningkat seiring waktu; supernova Tipe Ia adalah ledakan termonuklir katai putih yang luminositas puncaknya yang terstandardisasi menjadikannya indikator jarak yang presisi.

Scope

Topik ini mencakup supernova Tipe Ia sebagai lilin yang dapat distandardisasi, pengukuran jarak dan pergeseran merahnya untuk memetakan sejarah ekspansi, penemuan bahwa supernova jauh lebih redup daripada yang diprediksi oleh alam semesta yang melambat, dan inferensi bahwa komponen energi gelap mendorong percepatan ekspansi.

Core questions

• Mengapa supernova Tipe Ia merupakan lilin standar yang baik?
• Bagaimana observasi supernova mengungkapkan percepatan kosmik?
• Apa implikasi dari peredupan supernova yang jauh?

Key concepts

• Supernova Tipe Ia
• Lilin yang dapat distandardisasi
• Standardisasi kurva cahaya
• Jarak luminositas
• Diagram Hubble
• Parameter perlambatan
• Percepatan kosmik

Key theories

Lilin yang dapat distandardisasi

Supernova Tipe Ia memiliki hubungan yang erat antara bentuk kurva cahaya dan kecerahan puncak, sehingga setelah standardisasi luminositasnya hampir seragam, memungkinkan pengukuran jarak yang akurat hingga pergeseran merah tinggi.

Bukti percepatan

Supernova yang jauh tampak lebih redup, dan karenanya lebih jauh, daripada yang diperkirakan di alam semesta yang melambat, menunjukkan bahwa ekspansi telah meningkat kecepatannya dan membutuhkan komponen dengan tekanan negatif.

Mechanisms

Katai putih yang mencapai massa kritis mengalami ledakan termonuklir dengan luminositas yang dapat direproduksi; koreksi untuk lebar kurva cahaya dan warna menghasilkan lilin standar, dan memplot kecerahan terhadap pergeseran merah menghasilkan diagram Hubble yang kelengkungannya pada pergeseran merah tinggi mengungkapkan ekspansi yang mengalami percepatan.

Clinical relevance

Penemuan supernova adalah salah satu hasil paling konsekuensial dalam kosmologi modern: ini menetapkan keberadaan energi gelap dan alam semesta yang mengalami percepatan, datar, membentuk kembali anggaran energi kosmik, dan meluncurkan program observasi besar untuk mengkarakterisasi penyebab percepatan.

History

Proyek Kosmologi Supernova dan Tim Pencarian Supernova High-z secara independen menemukan pada tahun 1998 dan 1999 bahwa supernova dengan pergeseran merah tinggi lebih redup dari yang diperkirakan, menyiratkan percepatan; hasilnya dengan cepat dikuatkan dan diakui dengan Hadiah Nobel Fisika 2011.

Debates

Sistematika dalam kosmologi supernova

Efek sistematis yang mungkin terjadi seperti evolusi sifat supernova, kepunahan debu, dan bias seleksi telah diteliti sebagai alternatif percepatan, tetapi hasilnya tetap bertahan dan diperkuat oleh penyelidikan independen.

Key figures

• Saul Perlmutter
• Brian Schmidt
• Adam Riess
• Robert Kirshner

Seminal works

• riess1998
• perlmutter1999

Frequently asked questions

Mengapa supernova Tipe Ia sangat berguna untuk kosmologi?

Mereka sangat terang, terlihat di sebagian besar alam semesta yang dapat diamati, dan setelah distandardisasi untuk bentuk kurva cahaya dan warna, luminositas puncaknya hampir identik, sehingga kecerahan tampak mereka memberikan jarak yang dapat diandalkan untuk memetakan sejarah ekspansi.

Bagaimana peredupan supernova menyiratkan percepatan?

Jika supernova yang jauh lebih redup dari yang diperkirakan untuk pergeseran merahnya, mereka pasti lebih jauh daripada yang akan ditempatkan oleh alam semesta yang melambat, yang berarti ekspansi meningkat kecepatannya seiring waktu, tanda energi gelap.