Constante de Hubble

La constante de Hubble ( parámetro de Hubble ) es un coeficiente incluido en la ley de Hubble , que relaciona la distancia a un objeto extragaláctico ( galaxia , cuásar ) con la velocidad de su remoción. Normalmente se denota con la letra H. Tiene una dimensión inversa al tiempo ( H ≈ 2.2⋅10 −18 s −1 ), pero generalmente se expresa en km/s por megaparsec , lo que denota la velocidad de expansión promedio en la era moderna de dos galaxias separadas por una distancia de 1 Mpc . En modelos de un universo en expansiónla constante de Hubble cambia con el tiempo, y el significado del término "constante" es que en cualquier momento dado, en todos los puntos del universo, el valor de H es el mismo.

Medidas

La estimación más fiable de la constante de Hubble para 2013 fue 67,80 ± 0,77 (km/s)/Mpc [1] . En 2016, esta estimación se refinó a 66,93 ± 0,62 (km/s)/Mpc [2] .

Los valores indicados anteriormente se obtuvieron midiendo los parámetros de la radiación de fondo en el observatorio espacial de Planck (las mediciones por diferentes métodos dan valores algo diferentes de la constante de Hubble). Publicado en 2016, las mediciones de los valores “locales” (dentro de z < 0,15 ) de la constante de Hubble calculando las distancias a las galaxias a partir de la luminosidad de las Cefeidas observadas en ellas en el Telescopio Espacial Hubble dieron una estimación de 73,24 ± 1,74 (km /c)/Mpc , que es 3,4 sigma (7-8%) más que lo determinado por los parámetros de la radiación de fondo [3] [4] [5] ; Otras observaciones con el telescopio Hubble mostraron un valor incluso ligeramente superior: 74,03 ± 1,42 (km/s)/Mpc a partir de 2019 [6] . Al mismo tiempo, los resultados de la misión Planck mostraron un valor más bajo - 67,4 ± 0,5 (km/s)/Mpc [7] , a partir de 2018.

Estimaciones recientes por otros métodos también han dado valores superiores a 70 [8] [9] [10] . Las razones de esta discrepancia aún se desconocen [11] [12] [13] .
El problema es que los científicos utilizan dos métodos de cálculo diferentes: el primero se basa en el CMB , el segundo se basa en la aparición aleatoria de supernovas en galaxias lejanas. Según el primer método, el valor de H fue 67,4, y según el segundo, 74; los valores propuestos para H se han vuelto cada vez más precisos a lo largo de los años, manteniendo la diferencia. [catorce]

Constantes derivadas

El recíproco de la constante de Hubble ( tiempo de Hubble t H = 1/ H ) tiene el significado del tiempo característico de la expansión del Universo en el momento actual. Para el valor de la constante de Hubble igual a 66,93 ± 0,62 (km/s)/Mpc (o (2,169 ± 0,020)⋅10 −18 s −1 ), el tiempo de Hubble es (4,61 ± 0,05)⋅10 17 s (o (14.610 ± 0.016)⋅10 9 años ). A menudo también usan otra constante derivada, la distancia de Hubble , igual al producto del tiempo de Hubble y la velocidad de la luz : D H \ u003d ct H \ u003d c / H. Para el valor anterior de la constante de Hubble, la distancia de Hubble es (1,382 ± 0,015)⋅10 26 m o (14,610 ± 0,016)⋅10 9 años luz

A veces, las fórmulas usan la constante adimensional de Hubble, reemplazando la constante dimensional con su relación con algún valor, generalmente 70 (km/s)/Mpc o 100 (km/s)/Mpc , y denotándola, respectivamente, h 70 o h 100 .

La constante de Hubble, expresada en función del tiempo H(t), se denomina parámetro de Hubble [15] .

Notas

  1. ↑ AdePAR et al . (Colaboración Planck). Resultados de Planck 2013. I. Resumen de productos y resultados científicos  (inglés)  // Astronomía y astrofísica  : revista. - EDP Ciencias , 2013. - 22 de marzo ( vol. 1303 ). — Pág. 5062 . -doi : 10.1051 / 0004-6361/201321529 . - . -arXiv : 1303.5062 . _
  2. ↑ Aghanim N. et al. (Colaboración de Planck), resultados intermedios de Planck. XLVI. Reducción de efectos sistemáticos a gran escala en mapas de polarización HFI y estimación de la profundidad óptica de reionización, arΧiv : 1605.02985 [astro-ph]. 
  3. ↑ Riess AG et al., Una determinación del 2,4 % del valor local de la constante de Hubble, arΧiv : 1604.01424 [astro-ph]. 
  4. ↑ Los científicos informan de una expansión ultrarrápida del universo . Consultado el 3 de junio de 2016. Archivado desde el original el 3 de junio de 2016.
  5. ↑ El universo se está expandiendo más rápido de lo que se pensaba . Copia de archivo del 4 de junio de 2016 en Wayback Machine // geektimes.ru
  6. ↑ Dan Scolnic, Lucas M. Macri, Wenlong Yuan, Stefano Casertano, Adam G. Riess. Los estándares de cefeidas de la gran nube de Magallanes proporcionan una base del 1 % para la determinación de la constante de Hubble y una evidencia más sólida para la física más allá de LambdaCDM  . — 2019-03-18. -doi : 10.3847 / 1538-4357/ab1422 . — . - arXiv : 1903.07603 .
  7. ↑ M. Lilley, PB Lilje, M. Liguori, A. Lewis, F. Levrier. Resultados Planck 2018. VI. Parámetros cosmológicos  . — 2018-07-17. -arXiv : 1807.06209 . _
  8. ↑ AJ Shajib et al. (16 de octubre de 2019), STRIDES: una medición del 3,9 % de la constante de Hubble del sistema de lentes fuertes DES J0408-5354, arΧiv : 1910.06306v2 [astro-ph.GA]. 
  9. ↑ Un estudio encuentra que el universo podría ser 2 mil millones de años más joven . m.phys.org. Consultado el 13 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 13 de septiembre de 2019.
  10. ↑ MJ Reid, DW Pesce, AG Riess (18 de noviembre de 2019), Una distancia mejorada a NGC 4258 y sus implicaciones para la constante de Hubble, arΧiv : 1908.05625v2 [astro-ph.GA]. 
  11. ↑ Los astrónomos midieron la tasa de expansión del Universo con una precisión récord Copia de archivo fechada el 5 de mayo de 2020 en Wayback Machine // Vesti.ru , 27 de febrero de 2018
  12. ↑ El físico teórico Lucas Lombriser de la Universidad de Ginebra ha propuesto una solución al acertijo según el cual los resultados de medir la constante de Hubble, obtenidos por métodos diferentes pero confiables, difieren significativamente entre sí . Rusia , 11 de marzo de 2020
  13. ↑ Richard Panek. Crisis cosmológica // En el mundo de la ciencia . - 2020. - Nº 4/5 . - S. 102-111 .
  14. ↑ Se revela el misterio de la expansión del Universo. Los investigadores dan una nueva mirada al cálculo del valor en disputa Archivado el 19 de marzo de 2020 en Wayback Machine // 10 de marzo de 2020
  15. ↑ Neta A. Bahcall. La ley de Hubble y el universo en expansión  (inglés)  // PNAS. - 2015. - Vol. 112, núm. 11 _ - Pág. 3173-3175.  (Inglés)

Enlaces

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