Len keď si myslíme, že vesmír dobre rozumieme, prichádzajú astronómovia, aby všetko podporili. V tomto prípade sa na jeho hlave objavilo niečo zásadné pre všetko, čo vieme a vidíme: miera expanzie samotného Vesmíru, nazývaná Hubbleov konštant.
Tím astronómov, ktorí používajú Hubbleov teleskop, zistil, že miera expanzie je o päť až deväť percent rýchlejšia, ako sa predtým meralo. Hubbleov konštant nie je nejaká zvedavosť, ktorú je možné odložiť až do ďalšieho postupu merania. Je neoddeliteľnou súčasťou samotnej podstaty všetkého existujúceho.
"Toto prekvapivé zistenie môže byť dôležitým vodítkom pre pochopenie tých tajomných častí vesmíru, ktoré tvoria 95 percent všetkého a nevyžarujú svetlo, ako je temná energia, temná hmota a temné žiarenie," uviedol vedúci štúdie a laureát Nobelovej ceny. Adam Riess z inštitútu Space Telescope Science Institute a Johns Hopkins University, oba v Baltimore v Marylande.
Ale predtým, ako sa dostaneme k dôsledkom tejto štúdie, poďme sa trochu vrátiť a pozrime sa, ako sa meria Hubbleov konštant.
Meranie miery expanzie vesmíru je zložitá záležitosť. Pri použití obrázka v hornej časti to funguje takto:
- V rámci Mliečnej dráhy sa Hubbleov teleskop používa na meranie vzdialenosti od Cefeidových premenných, typu pulzujúcej hviezdy. Paralaxa sa na tento účel používa a paralaxa je základným nástrojom geometrie, ktorý sa používa aj pri geodézii. Astronómovia vedia, čo je skutočný jas Cefeidov, takže porovnanie s ich zjavným jasom zo Zeme poskytuje presné meranie vzdialenosti medzi hviezdou a nami. Ich rýchlosť pulzu tiež dolaďuje výpočet vzdialenosti. Cefeidové premenné sa z tohto dôvodu niekedy nazývajú „kozmické meradlá“.
- Astronómovia potom zameriavajú svoje pozornosti na ďalšie blízke galaxie, ktoré obsahujú nielen Cefeidove premenné, ale aj supernovu typu 1a, ďalší dobre známy typ hviezdy. Tieto supernovy, ktoré samozrejme vybuchujú, sú ďalším spoľahlivým meradlom pre astronómov. Vzdialenosť od týchto galaxií sa získa pomocou Cefeidov na meranie skutočného jasu supernov.
- Astronómovia nasmerujú Hubbleov teleskop na galaxie, ktoré sú ešte ďalej. Tieto sú také vzdialené, že žiadne Cefeidy v týchto galaxiách nemožno vidieť. Supernovy typu 1a sú však také jasné, že ich možno vidieť, a to aj v týchto obrovských vzdialenostiach. Astronómovia potom porovnávajú skutočné a zjavné jasy supernov, aby zmerali vzdialenosť, v ktorej je viditeľná expanzia vesmíru. Svetlo vzdialenej supernovy je „červeno-posunuté“ alebo natiahnuté expanziou vesmíru. Ak sa nameraná vzdialenosť porovná s červeným posunom svetla, získa sa miera rýchlosti expanzie vesmíru.
- Zhlboka sa nadýchnite a všetko si znova prečítajte.
Veľkou časťou všetkého tohto je, že máme ešte presnejšie meranie rýchlosti expanzie vesmíru. Neistota merania je až 2,4%. Náročnou časťou je to, že táto miera expanzie moderného vesmíru nie je v súlade s meraniami z raného vesmíru.
Miera expanzie skorého vesmíru je získaná z ľavého žiarenia z Veľkého tresku. Keď sa toto kozmické dosvetlenie meria pomocou Wilkinsonovej mikrovlnnej anizotropnej sondy NASA (WMAP) a satelitu Planck od ESA, poskytuje nižšiu mieru expanzie. Takže títo dvaja nie sú usporiadaní. Je to ako stavať most, kde stavba začína na oboch koncoch a mala by sa zarovnať v čase, keď sa dostanete do stredu. (Upozornenie: Neviem, či sú mosty postavené takýmto spôsobom.)
"Začínate na dvoch koncoch a očakávate, že sa stretnete v strede, ak sú všetky vaše kresby správne a vaše merania sú správne," povedal Riess. „Teraz však nie sú ciele úplne uprostred a chceme vedieť prečo.“
„Ak poznáme počiatočné množstvo vecí vo vesmíre, ako je temná energia a temná hmota, a máme správnu fyziku, môžete ísť z merania v čase krátko po veľkom tresku a pomocou tohto porozumenia predpovedať, ako rýchlo by sa vesmír mal dnes rozširovať, “povedal Riess. „Ak sa však tento rozpor potvrdí, zdá sa, že nemusíme mať správne porozumenie a mení to, aká veľká by mala byť Hubbleova konštanta dnes.“
Prečo to nie je všetko, je to zábavné a možno šialené.
Temná energia sa nazýva sila, ktorá riadi expanziu vesmíru. Rastie temná energia silnejšou? Alebo čo Temná hmota, ktorá obsahuje väčšinu hmoty vo vesmíre. Vieme, že o tom veľa nevieme. Možno to vieme ešte menej a jej charakter sa postupom času mení.
"O temných častiach vesmíru vieme tak málo, je dôležité zmerať, ako tlačia a ťahajú vesmír nad históriou kozmu," uviedol Lucas Macri z Texas A&M University v College Station, kľúčový spolupracovník štúdie.
Tím stále pracuje s Hubbleom na znížení neistoty pri meraní rýchlosti expanzie. Nástroje ako vesmírny teleskop James Webb a Európsky mimoriadne veľký ďalekohľad môžu pomôcť spresniť meranie ešte viac a pomôcť vyriešiť tento závažný problém.
