Ravno ko pomislimo, da Univerzo dokaj dobro razumemo, pridejo tudi nekateri astronomi, ki bi vse podredili. V tem primeru se je na glavo obrnilo nekaj bistvenega za vse, kar vemo in vidimo: hitrost širjenja samega Vesolja, imenovano tudi Hubble Constant.
Skupina astronomov, ki uporabljajo teleskop Hubble, je ugotovila, da je hitrost raztezanja med petimi in devetimi odstotki hitrejša od prej izmerjene. Hubble Constant ni nekaj radovednega, ki ga je mogoče odložiti do naslednjega napredka pri merjenju. Je sestavni del same narave vsega, kar obstaja.
"Ta presenetljiva ugotovitev je lahko pomemben namig za razumevanje tistih skrivnostnih delov vesolja, ki sestavljajo 95 odstotkov vsega in ne oddajajo svetlobe, kot so temna energija, temna snov in temno sevanje," je dejal vodja študije in Nobelov nagrajenec Adam Riess z Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop in univerze Johns Hopkins, oba v Baltimoru, Maryland.
Toda preden se lotimo posledic te študije, se nekoliko podužimo in poglejmo, kako se meri Hubble Constant.
Merjenje stopnje širitve vesolja je težaven posel. Z uporabo slike na vrhu deluje tako:
- Znotraj Mlečne poti se teleskop Hubble uporablja za merjenje razdalje do spremenljivk Cefeida, vrste pulzirajoče zvezde. Za to se uporablja Parallax, paralaksa pa je osnovno orodje geometrije, ki se uporablja tudi pri merjenju. Astronomi vedo, kakšna je resnična svetlost cefeidov, tako da primerjajo, da njihova navidezna svetlost z Zemlje omogoča natančno merjenje razdalje med zvezdo in nami. Njihova hitrost pulzacije tudi fino prilagodi izračun razdalje. Zaradi tega se spremenljivke cefida včasih imenujejo "kozmične meritve".
- Nato astronomi usmerijo svoje poglede na druge bližnje galaksije, ki ne vsebujejo samo cefidskih spremenljivk, temveč tudi supernovo tipa 1a, še eno dobro razumljeno vrsto zvezde. Te supernove, ki seveda eksplodirajo zvezde, so še ena zanesljiva merila astronomov. Razdalja do teh galaksij dobimo s pomočjo cefidov za merjenje resnične svetlosti supernov.
- Nato astronomi usmerijo Hubble v galaksije, ki so še bolj oddaljene. Te so tako oddaljene, da nobenih cefeidov v teh galaksijah ni mogoče videti. Toda supernove tipa 1a so tako svetle, da jih je mogoče videti tudi na teh ogromnih razdaljah. Nato astronomi primerjajo resnično in navidezno svetilnost supernov, da merijo na razdaljo, na kateri se vidi širitev Vesolja. Svetloba iz oddaljenih supernov se s širjenjem prostora "rdeče premakne" ali raztegne. Če izmerjeno razdaljo primerjamo z rdečim premikom svetlobe, dobimo meritev hitrosti širitve Vesolja.
- Globoko vdihnite in ponovno preberite vse.
Velik del vsega tega je, da imamo še natančnejše merjenje hitrosti širjenja Vesolja. Negotovost meritve se zniža na 2,4%. Izziv je, da ta stopnja širjenja sodobnega Vesolja ne ustreza meritvam iz zgodnjega Vesolja.
Hitrost širjenja zgodnjega Vesolja je dobljena zaradi levega sevanja iz Velikega poka. Ko to kozmično sled zasledimo z NASA-ino Wilkinson mikrovalovno anizotropijsko sondo (WMAP) in satelitom Planck ESA, doseže manjšo stopnjo širjenja. Torej se dva ne povezujeta. Všeč je gradnja mostu, kjer se gradnja začne na obeh koncih in se mora vrstiti do konca. (Caveat: pojma nimam, če so mostovi zgrajeni tako.)
"Začnete na dveh koncih in na sredini pričakujete, da bodo vse vaše risbe pravilne in vaše meritve pravilne," je dejal Riess. "Toda zdaj se cilji na sredini ne ujemajo in želimo vedeti, zakaj."
"Če poznamo začetne količine stvari v vesolju, kot sta temna energija in temna snov, in imamo fiziko pravilno, potem lahko pojdite z meritve takoj po velikem udarcu in uporabimo to razumevanje, da napovemo, kako hitro bi se vesolje danes moralo širiti, "je dejal Riess. "Če pa se to neskladje odpravi, se zdi, da morda nimamo pravega razumevanja, in spremeni, kako velika mora biti Hubble konstanta danes."
Zakaj se ne vse sešteva, je del tega zabava in morda tudi norost.
Kar imenujemo Temna energija, je sila, ki poganja širitev Vesolja. Se temna energija krepi? Kako pa je s temnim materialom, ki obsega večino mase v vesolju. Vemo, da o tem ne vemo veliko. Mogoče vemo še manj od tega in njegova narava se sčasoma spreminja.
"O temnih delih vesolja vemo tako malo, pomembno je izmeriti, kako se potiskajo in vlečejo vesolje v vesoljsko zgodovino," je dejal Lucas Macri iz teksaške univerze A&M na College Station, ključni sodelavec študije.
Skupina še vedno sodeluje s Hubblom, da bi zmanjšala negotovost pri meritvah hitrosti širjenja. Instrumenti, kot sta vesoljski teleskop James Webb in evropski izjemno velik teleskop, lahko pomagajo še bolj izpopolniti meritve in pomagajo pri reševanju tega nujnega vprašanja.
