Mengapa kita terus menemukan perbedaan di Hubble Constant?

Setelah melihat pada beberapa makalah terbaru (contoh di bawah) yang mencoba untuk mendapatkan nilai Konstan Hubble, mereka semua menyimpulkan dengan nilai yang sangat berbeda (berbicara dalam konteks). Kenapa ini? Masing-masing teknik tampaknya cukup ketat dan juga berakar dalam fisika yang dipahami. Apakah ini hanya beberapa bentuk kesalahan atau apakah itu karena beberapa fisika yang belum ditemukan?

Dokumen:

• Pengukuran sirene standar gelombang-gravitasi dari konstanta Hubble , H ₀ = 70
• Hasil Planck 2015 , H ₀ = 67,8
• Paralaks Cepheid Galaksi Baru dari Pemindaian Spasial theHubbleSpaceTelescope: Implikasi untuk Konstan Hubble , H ₀ = 73.48

Saya mengerti bahwa ini adalah topik hangat saat ini dalam kosmologi, namun saya belum mengerti mengapa kita mengalami kesulitan dalam mendapatkan nilai-nilai terukur dari Konstan Hubble untuk bertemu.

Singkatnya, pengukuran dari Planck dan Hubble Space Telescope tidak setuju, dan alasan di balik ini tidak diketahui.

Pertama, mari kita lihat nilainya dengan ketidakpastian . Kami kemudian memiliki tiga hasil berbeda yang, mungkin, tidak konsisten seperti yang tampak pada awalnya:

• $70.0^{+12.0}_{-8.0}\text{ km s}^{-1}\text{ Mpc}^{-1}$dari LIGO .
• $67.8\pm0.9\text{ km s}^{-1}\text{ Mpc}^{-1}$dari Planck .
• $73.48\pm1.66\text{ km s}^{-1}\text{ Mpc}^{-1}$dari pengamatan Hubble Space Telescope (HST) .

Pengukuran LIGO konsisten dengan yang lain, karena penulis dengan senang hati mencatat dalam kesimpulan mereka. Namun, ada perbedaan antara hasil dari Planck dan hasil dari HST. Ini bukan masalah baru; grup Hubble sebelumnya menentukan nilai untuk konstanta Hubble dari$73.24\pm1.24\text{ km s}^{-1}\text{ Mpc}^{-1}$pada 2016. Ketidakpastian dalam pengukuran menggambarkan satu standar deviasi ; itu tidak berarti bahwa semua nilai di luar interval pengukuran plus atau minus satu standar deviasi adalah mustahil.

Sekarang, perbedaan antara hasil Planck dan data HST 2016 adalah $3.4\sigma$, yang banyak. Kelompok itu datang dengan beberapa penjelasan untuk perbedaan tersebut:

• Kesalahan sistematis dalam pengumpulan data, termasuk dalam penggunaan variabel Cepheid yang digunakan untuk pengukuran.
• Variasi skala kecil dalam konstanta Hubble, yang tampaknya tidak mungkin disebarkan melalui data.
• Kesalahan sistematis dalam hasil Planck.
• Koreksi diperlukan untuk $\Lambda$Model kosmologi CDM , digunakan oleh Planck.

Dalam makalah 2018, penulis mencatat bahwa konflik dengan data Planck bahkan lebih kuat - $3.7\sigma$(dan kami sekarang mendapatkan hasil yang mengatakan itu bisa terjadi$4.4\sigma$; Aku harus memeriksanya). Mereka belum bisa menunjukkan angka pada masalah tunggal yang mungkin ada di balik perbedaan; mereka optimis mengatakan bahwa itu bisa menjadi tanda fisika baru.

Sementara konstanta Hubble menggambarkan laju ekspansi Alam Semesta saat ini, konstanta Hubble juga harus dilihat sebagai parameter (antara lain) dari model kosmologis yang diberikan (misalnya, Lambda-CDM).

Semua metode untuk mengukur konstanta Hubble kurang lebih tidak langsung dalam beberapa cara, dan mereka bergantung pada asumsi yang sangat berbeda. Sebagai contoh, emisi Cosmic Microwave Background (CMB) yang diamati oleh Planck terjadi di awal Semesta, ketika tingkat ekspansi sangat berbeda dari nilai saat ini. Oleh karena itu, "pengukuran" konstanta Hubble dari makalah Planck hanya mungkin dalam model kosmologis yang sangat spesifik, yang menggambarkan bagaimana CMB ini akan terlihat hari ini. Jika ada yang salah dengan model ini, konstanta Hubble yang dihitung dari data Planck tidak akan lagi sesuai dengan laju ekspansi Alam Semesta saat ini, dan karenanya tidak setuju dengan "pengukuran" lokal yang lebih banyak. Dalam konteks ini, lokal berarti lebih dekat dengan momen saat ini dalam sejarah ekspansi.

Inilah sebabnya mengapa "mengalami kesulitan dalam mengukur konstanta Hubble" adalah salah satu gejala "belajar tentang model kosmologis". Masyarakat secara luas setuju bahwa kita belum tahu apa yang menyebabkan inkonsistensi ketika Lambda-CDM diasumsikan. Ketika ketegangan menjadi lebih signifikan, itu bisa menjadi beberapa bentuk kesalahan sistematis yang tidak diketahui (pengamatan atau lebih teoretis), atau bisa jadi Lambda-CDM adalah deskripsi yang tidak akurat dari Semesta kita.

Perbedaan konstan Hubble dengan hasil Planck lambda CDM telah direkonsiliasi oleh teori Mass-Energy Quantum (QME) = 67,76 (km / s) / Mpc ... Lihat makalah penelitian QME Theory Universal Hubble Constant Ho = 67,76 (km / s) / Mpc Memungkinkan Rekonsiliasi Penuh Teleskop Luar Angkasa dengan Hasil Satelit .

Abstrak:

Dengan menerapkan prinsip-prinsip teori Quantum Mass-Energy (QME), nilai konstanta Hubble (Ho) yang sangat berbeda dari berbagai sumber seperti pengukuran satelit, pengamatan teleskop ruang angkasa, teori QME, LIGO, BOA, WMAP, dan survei langit direkonsiliasi secara ilmiah menjadi nilai universal sejati tunggal Ho (Universal) = 67,76 (km / s) / Mpc.