الموجات الثقالية تحسّن قياس معدل توسع الكون سريع

الأصل: "First measurement of the Hubble constant from a combined weak lensing and gravitational-wave standard siren analysis"
arXiv:2601.04774v1 · 2026-01-08 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
بدمج إشارات الموجات الثقالية مع مسوحات المجرات، نحصل على قياس أكثر دقة لسرعة نمو الكون.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

قياس توسع الكون يشبه توقيت سباق بينما يتسع المضمار. تعمل اندماجات النجوم النيوترونية كصفارات إنذار قياسية: موجاتها الثقالية تنطلق ب"حجم" معروف، وبالتالي فالإشارات الأضعف تعني مسافات أكبر.

ربطت دراسة جديدة صفارة الإنذار الناتجة عن اندماج GW170817 بخريطة مجرات تتعقب المادة، بما في ذلك المادة المظلمة (الكتلة غير المرئية التي رصدتها لأول مرة فيرا روبن). النتيجة: ثابت هابل (المسمى على اسم إدوين هابل) يساوي 67.9 كيلومتر في الثانية لكل ميغابارسيك — مما يعني أن مجرة تبعد 3.26 مليون سنة ضوئية تتراجع بهذه السرعة — بهامش خطأ 6.4% فقط.

هذه القيمة تخفف من حدة نزاع كوني: إشعاع الخلفية للكون البدائي يوحي بتوسع أبطأ، بينما النجوم المنفجرة القريبة تشير إلى توسع أسرع. الرقم الجديد يقع بينهما، مما يبرز قوة طرق التحقق المتقاطع. ومن اللافت أن تموجات الزمكان من GW170817 هزّت كواشفنا بمقدار أقل من عرض بروتون، ومع ذلك قاست نمو الكون.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2601.04774v1

We present a new measurement of the Hubble constant ($$H_0$$) resulting from the first joint analysis of standard sirens with weak gravitational lensing and galaxy clustering observables comprising three two-point correlation functions (3$$\times$$2pt). For the 3$$\times$$2pt component of the analysis, we use data from the Dark Energy Survey (DES) Year 3 release. For the standard sirens component, we use data from the Gravitational-Wave Transient Catalog 4.0 released by the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) Collaboration. For GW170817, the only standard siren for which extensive electromagnetic follow-up observations exist, we also use measurements of the host galaxy redshift and inclination angle estimates derived from observations of a superluminal jet from its remnant. Our joint analysis yields $$H_0 = 67.9^{+4.4}_{-4.3}$$~km~s$$^{-1}$$~Mpc$$^{-1}$$, a $$6.4\%$$ measurement, while improving the DES constraint on the total abundance of matter $$\Omega_m$$ by $$22\%$$. Removing the jet information degrades the $$H_0$$ precision to $$9.9\%$$. The measurement of $$H_0$$ remains a central problem in cosmology with a multitude of approaches being vigorously pursued in the community aiming to reconcile significantly discrepant measurements at the percent-level. In light of the impending new data releases from DES and LVK, and anticipating much more constraining power from 3$$\times$$2pt observables using newly commissioned survey instruments, we demonstrate that incorporating standard sirens into the cosmology framework of large cosmic surveys is a viable route towards that goal.

يُحاكي مصطلح 'صفارة الإنذار القياسية' مصطلح 'الشمعة القياسية'، لكن بينما تستخدم الشموع الضوء، تستخدم صفارات الإنذار الموجات الثقالية — وهي لمسة ذكية على مقياس كوني قديم.

العلماء
Adam RiessBrian SchmidtEdwin HubbleGeorges LemaîtreMaarten SchmidtSaul Perlmutter
المفاهيم
قياس ثابت هابل صفارة قياسية ثابت هابل ليزا كشف الموجات الثقالية جذر هرتز جي دبليو 170817 سيغما متوسط الإشارة قانون هابل مستكشف كوني معاملات كونية ليغو تقليل ضوضاء كاشف الموجات الثقالية قياس المسافات الكونية تلسكوب جيمس ويب الفضائي خمسة سيغما شمعة قياسية تلسكوب أينشتاين حدث