211service.com
De kosmologische rekenmachine van papier en potlood
Bestudeer het licht van een ver sterrenstelsel en je zult merken dat het significant verschilt van het licht van nabije sterren: de golflengte ervan wordt groter of verschoven naar het rode deel van het spectrum. Deze zogenaamde roodverschuiving is het resultaat van de beweging van een object van ons af - je kunt hetzelfde effect horen in de toonhoogte van sirenes van politieauto's wanneer ze ons met hoge snelheid passeren.
Roodverschuiving speelt een enorm belangrijke rol in de astronomie. Begin vorige eeuw merkte de astronoom Edwin Hubble op dat de hoeveelheid roodverschuiving evenredig was met de afstand van een object. Dus verder weg gelegen objecten hebben een grotere roodverschuiving. Dat is een buitengewone ontdekking, want het impliceert duidelijk dat het heelal moet uitdijen. Het betekent ook dat objecten met grotere roodverschuivingen ouder moeten zijn.
Tegenwoordig schrappen astronomen vaak de traditionele afstandsmetingen helemaal, zonder kilometers of zelfs lichtjaren te noemen. In plaats daarvan praten ze alleen in termen van roodverschuiving. Het verste sterrenstelsel, bekend als UDFy-38135539, heeft bijvoorbeeld een roodverschuiving van 8,6 en dateert van zo'n 600 miljoen jaar na de oerknal. De kosmische achtergrondstraling van microgolven, die bestaat uit licht dat 379.000 jaar na de oerknal wordt uitgezonden, heeft een roodverschuiving van 1089. roodverschuiving van 1010.
Maar hoe ver zijn deze objecten in kilometers of lichtjaren? Als je ooit hebt geprobeerd om roodverschuiving om te zetten in kilometers, parsecs of lichtjaren, dan weet je dat dit een lastige taak is. Om te beginnen hangt de berekening af van het model van het universum dat je gebruikt, bijvoorbeeld plat of uitdijend. Dan zijn er de feitelijke parameters van het model die vanuit het universum zelf moeten worden gemeten, zoals de waarde van de Hubble-constante.
Zelfs Google doet dit soort afstandsconversie niet.
Tegenwoordig verandert dat allemaal dankzij het werk van Sergey Pilipenko van het Astrospace Center van het Lebedev Physical Institute in Moskou. Pilipenko heeft de nodige parameters overgenomen van de laatste resultaten van de Planck-telescoop, die vorige week zijn onthuld, en heeft ze aangesloten op een standaardmodel van het universum, Lambda-CDM genaamd, dat de effecten van donkere energie en koude donkere materie omvat.
Het resultaat is een reeks eenvoudige grafieken die de relatie tussen roodverschuiving, parsecs, leeftijd en een paar andere parameters laten zien. ( Hij heeft zelfs de code die de berekening uitvoert openbaar gemaakt .) De bovenstaande grafiek toont de relatie voor roodverschuivingen van minder dan 20.
Volg de onderstaande link voor een nadere blik.
Referentie: arxiv.org/abs/1303.5961 : Kosmologische rekenmachine met papier en potlood