موجات الجاذبية وخرائط المجرات تقيس تمدد الكون ⚡ экспресс
لأول مرة، تم قياس ثابت هابل H0 من الارتباط المتقاطع بين المجرات وموجات الجاذبية بطريقة "صفارات الذروة" (Peak Sirens). تعتمد الطريقة على البحث عن القيمة العظمى لطيف الارتباط الزاوي ثلاثي الأبعاد Cℓ(z, D_L) بين الانزياحات الحمراء للمجرات z والمسافات الضوئية لمصادر موجات الجاذبية D_L. باستخدام حدثين من كتالوج GWTC-3.0 وكتالوج GLADE+، تم اكتشاف ذروة ارتباط بثقة 5.9 سيغما؛ المساهمة الرئيسية (3.4 سيغما) كانت من الحدث GW190814. التحليل المشترك مع GW170817 (دون استخدام انزياحه الأحمر المعروف) يعطي H0 = 67^{+18}_{-15} كم ث^{-1} ميغا فرسخ^{-1} وأول قيد رصدي على معامل الإزاحة لمصادر موجات الجاذبية b_gw < 4.3 عند مستوى ثقة 95%. هذه النتائج ترسي الأساس لقيود كونولوجية جديدة باستخدام هذه الطريقة.
الكون يتمدد، وكل مجموعة من المجرات تشارك في رقصة كونية مهيبة. إيقاع هذه الرقصة يحدده ثابت هابل، الذي قاسه لأول مرة عالم الفلك إدوين هابل منذ قرابة قرن. تحسين دقة هذا الرقم صعب، فنحن بحاجة إلى مسطرة تمتد مليارات السنين الضوئية.
الآن، دخلت 'الطبول الكونية' على الخط — إنها موجات الجاذبية، التي تهز نسيج الفضاء عند تصادم النجوم الميتة. تحمل هذه الموجات بصمة المسافة دون الحاجة إلى الضوء. بمقارنة 'جهارة' إشارتين من هذه الموجات مع خرائط ملايين المجرات، تمكن العلماء من التقاط اللحظة التي تتزامن فيها الرقصة مع الإيقاع. أعطت ذروة هذا التطابق، بثقة 5.9 سيغما، سرعة التمدد: 67 كيلومترًا في الثانية لكل ميغافرسخ (أي أن مجرة تبعد عنا 3 ملايين سنة ضوئية تبتعد بهذه السرعة).
اللافت أن الطريقة نجحت حتى عندما كان الموقع الدقيق لإحدى المجرات مجهولاً. قياسان فقط فتحا الطريق لمسطرة كونية مستقلة في المستقبل.
🎯 في علم الفلك، تُحدد المسافات باستخدام أجرام ذات سطوع معروف — تُسمى 'الشموع القياسية'. تعمل موجات الجاذبية بطريقة مختلفة: 'جهارتها' تخبرنا مباشرة عن المسافة. لذا سُميت مصادرها 'صفارات قياسية' — صوت كوني يخبر بنفسه عن مدى بعده.