Hubblova konstanta je enota, ki opisuje, kako hitro se vesolje širi na različnih razdaljah od določene točke v vesolju. Je eden ključnih temeljev našega razumevanja evolucije vesolja - raziskovalci pa so zapleteni v razpravo o njegovi resnični vrednosti.
Kako je bila odkrita Hubble konstanta
Hubblova konstanta je bila prvič izračunana v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, ameriški astronom Edwin Hubble. Odkril je, da so megleni oblačni nebesni objekti oddaljene galaksije, ki sedijo zunaj naše galaksije Mlečni pot, poroča NASA.
Pred tem je ameriška astronomka Henrietta Leavitt pokazala, da so posebne zvezde, imenovane cefidske spremenljivke, katerih svetilnost redno narašča in pada, imele tesno povezavo med obdobjem njihove spremembe in njihovo notranjo svetlostjo. S tem, ko je vedel, kako svetel je cefid v resnici in kako močna svetloba se mu je videla z Zemlje, je Hubble lahko izpeljal razdaljo cefeidov.
Kar je Hubble ugotovil, je bilo izjemno. Zdi se, da so se vse galaksije v vesolju oddaljevale od našega planeta. Poleg tega, dlje kot je bila galaksija, hitreje se je umikala. To opazovanje, ki ga je Hubble opravil leta 1929, je postalo osnova za tako imenovani Hubblov zakon, ki pravi, da obstaja razmerje med razdaljo, ki jo predmet v kozmosu od nas, in hitrostjo, s katero se odmika, trdi razlagalec z univerze Cornell.
Mimogrede, Zemlja ni na nekem privilegiranem mestu v središču vesolja. Vsak opazovalec na katerem koli mestu v kozmosu bo videl, da se nebeška bitja oddaljujejo s hitrostjo, ki se povečuje z razdaljo.
S svojimi podatki je Hubble poskušal oceniti konstanto, ki nosi njegovo ime, pri čemer je v enotah kozmologov dosegla vrednost okoli 342.000 mph na milijon svetlobnih let ali 501 kilometrov na sekundo na megaparsec (Mpc). (Megaparsec je enak 3,26 milijona svetlobnih let.) Natančnejše sodobne tehnike so to začetno meritev izpopolnile in pokazale, da je bila približno 10-krat previsoka.
Zakaj se Hubblova stalnica stalno spreminja
Toda natančno vprašanje, koliko Hubbleja je bilo odstranjeno, ostaja vprašanje. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja so astronomi odkrili, da so oddaljene supernove zatemnjene in zato bolj oddaljene, kot so prej domnevali. Ta ugotovitev je nakazovala, da se vesolje ne samo širi, ampak tudi pospešuje v svoji širitvi. Rezultat je zahteval dodajanje temne energije - skrivnostne sile, ki vse v kozmosu potisne narazen - v kozmološke modele vesolja.
Po tem presenečenju so raziskovalci poskušali določiti hitrost kozmičnega pospeška in ugotoviti, kako se je vesolje začelo in razvijalo in kakšna bo njegova končna usoda. Podatki iz spremenljivk Cefeida in drugih astrofizičnih virov so v letu 2016 izračunali, da je Hubblova konstanta znašala 50.400 km / milijon svetlobnih let (73.4 km / s / Mpc).
Toda nadomestno število je bilo pridobljeno z informacijami iz satelita Planck Evropske vesoljske agencije. Vesoljsko plovilo je zadnjih 10 let opravljalo meritve kozmičnega mikrovalovnega ozadja - odmev velikega poka, ki vsebuje podatke o osnovnih parametrih vesolja. Planck je ugotovil, da je stalnica Hubble leta 2018 znašala 46.200 mph na milijon svetlobnih let (67,4 km / s / Mpc).
Obe vrednosti se morda ne zdita zelo različni. Toda vsak je izredno natančen in ne vsebuje prekrivanja med vrsticami napak. Če je ocena Cefeida napačna, to pomeni, da so bile vse meritve razdalje astronomov od dni Hubble napačne. Če je druga ocena napačna, bi morali v fizikalne modele vesolja uvesti novo in eksotično fiziko. Do zdaj nobena skupina znanstvenikov, ki je določila številke, ni bila pripravljena priznati večjih napak pri merjenju.
Julija 2019 so astronomi uporabili novo tehniko, da so prišli do novega izračuna konstante Hubble. Raziskovalci so preučevali svetlobo rdečih velikanskih zvezd, ki na koncu življenja dosegajo enako vrhunsko svetlost. To pomeni, da lahko tudi astronomi, tako kot pri cefeidih, pogledajo, kako se z Zemlje pojavijo temno rdeče zvezde velikanov, in ocenijo njihovo razdaljo. Nova vrednost se je znašla tik med dvema starima - 47.300 mph na milijon svetlobnih let (69.8 km / s / Mpc) - vendar znanstveniki še niso razglasili zmage.
"Želeli smo narediti preboj," je za Live Science povedal Barry Madore, astronom z univerze v Chicagu in član ekipe, ki je opravila zadnjo meritev. "Ampak to ni povedalo, da je ta ali drugačna stran prava. Rekla je, da je veliko več ponore, kot so vsi prej pomislili."
Razprava se nadaljuje. Nekateri menijo, da lahko Laser Interferometer Gravitacijski-valovni observatorij (LIGO), ki gleda valovanja v tkanini vesolja in časa, ki jih daljne nevtronske zvezde strmoglavijo ena v drugo, lahko zagotovi še eno neodvisno podatkovno točko. Drugi gledajo na gravitacijsko leče, ki se pojavijo, ko se izredno masivni predmeti upognejo in prepletajo prostor-čas kot lupa, s čimer pokukajo na subjekte še dlje, da odpravijo neskladje. Toda trenutno nihče ni povsem prepričan, kje in kdaj se bo pojavil končni odgovor o Hubbleovi stalnici.
