Przyspieszające rozszerzanie Wszechświata

Co się właśnie stało?

Supernowe typu Ia to „świece standardowe" — wybuchają zawsze z niemal tą samą jasnością absolutną, więc z ich jasności obserwowanej odczytujemy odległość. Najdalsze okazały się słabsze, niż przewiduje stałe tempo rozszerzania — czyli są dalej, niż powinny.

Prawo Hubble'a:

— prędkość ucieczki galaktyki rośnie proporcjonalnie do odległości. $H_0 \approx 70\ \mathrm{km/s/Mpc}$ to stała Hubble'a. Na wykresie $v(d)$ daje to linię prostą.

Dlaczego to dowód na przyspieszanie?

Punkty najdalszych supernowych odchylają się w górę od linii Hubble'a, a odchylenie rośnie z odległością:

Współczynnik skali $a(t)$ rośnie coraz szybciej ($\ddot a > 0$) — rozszerzanie przyspiesza. Za tę obserwację (SN Ia) przyznano Nagrodę Nobla 2011; napędza ją ciemna energia.

Po co Ci to na maturze:

Prawo Hubble'a $v = H_0 d$ plus idea świec standardowych rozwiązują zadania o rozszerzaniu Wszechświata i wyznaczaniu odległości. Chwyt: linia prosta = stałe tempo; odchylenie punktów w górę = przyspieszanie.

Zapamiętaj: odległe supernowe Ia leżą powyżej linii Hubble'a, a im dalej, tym większe odchylenie — dlatego wiemy, że rozszerzanie Wszechświata przyspiesza (ciemna energia).