Baš kad pomislimo da dobro razumijemo Svemir, dolaze neki astronomi koji će sve to iskoristiti. U ovom je slučaju glavno okrenuto nešto što znamo i vidimo: brzina širenja samog Svemira, aka Hubble Constant.
Tim astronoma koji koristi Hubble teleskop utvrdio je da je brzina širenja između pet i devet posto brža od ranije izmjerene. Hubble Constant nije neka radoznalost koja se može odbiti do sljedećeg napretka u mjerenju. To je sastavni dio same prirode svega što postoji.
„Ovaj iznenađujući nalaz može biti važan trag za razumijevanje onih misterioznih dijelova svemira koji čine 95 posto svega i ne emitiraju svjetlost, poput tamne energije, tamne materije i tamne radijacije“, rekao je voditelj studije i Nobelov laureat Adam Riess sa Znanstvenog instituta za svemirski teleskop i Sveučilište Johns Hopkins, oba iz Baltimorea, Maryland.
Ali prije nego što započnemo s posljedicama ove studije, vratimo se malo unazad i pogledajmo kako se mjeri Hubble Constant.
Mjerenje brzine širenja svemira lukav je posao. Koristeći sliku na vrhu, djeluje ovako:
- Unutar Mliječnog puta upotrebljava se Hubble teleskop za mjerenje udaljenosti od cefidskih varijabli, vrste pulsirajuće zvijezde. Za to se koristi Parallax, a paralaksa je osnovni alat geometrije, koji se koristi i u istraživanju. Astronomi znaju kakva je prava svjetlina Cefeida, pa uspoređujući to s njihovom prividnom svjetlošću od Zemlje daje točno mjerenje udaljenosti između zvijezde i nas. Njihova brzina pulsacije također fino podešava proračun udaljenosti. Zbog toga se varijable cefida često nazivaju "kozmičkim mjerilima".
- Tada astronomi usredotočuju svoje vidike na druge obližnje galaksije koje sadrže ne samo cefidske varijable, već i supernovu tipa 1a, još jednu dobro shvaćenu vrstu zvijezda. Ove supernove, koje naravno eksplodiraju zvijezde, još su jedna pouzdana mjera za astronome. Udaljenost do tih galaksija dobiva se pomoću cefeida za mjerenje stvarne svjetline supernova.
- Zatim astronomi usmjere Hubble na galaksije koje su još dalje. One su toliko daleke da se ne mogu vidjeti nijedni cefeidi u tim galaksijama. Ali supernove su tipa 1a toliko svijetle da se mogu vidjeti čak i na ovim ogromnim udaljenostima. Zatim astronomi uspoređuju istinsku i prividnu svjetlinu supernova kako bi izmjerili udaljenost na kojoj se može vidjeti širenje Svemira. Svjetlost iz udaljenih supernova se „crveno pomiče“ ili proteže širenjem prostora. Kada se izmjerena udaljenost usporedi s crvenim pomakom svjetlosti, ona daje mjerenje brzine širenja Svemira.
- Duboko udahnite i pročitajte sve opet.
Veliki dio svega toga je da imamo još preciznije mjerenje brzine širenja Svemira. Nesigurnost u mjerenju svodi se na 2,4%. Izazovni dio je da ova brzina širenja modernog Svemira ne ide s mjerenjem iz ranog Svemira.
Brzina širenja ranog Svemira dobivena je s lijeva na zračenje iz Velikog praska. Kad se ovaj kozmički naknadni sjaj mjeri NASA-ino Wilkinson mikrovalnom anizotropijskom sondom (WMAP) i ESA-inim satelitom Planck, on donosi manju stopu širenja. Dakle, njih dvoje se ne slažu. To je poput izgradnje mosta, gdje gradnja počinje s oba kraja i treba se uskladiti do trenutka kada dođete do sredine. (Caveat: Nemam pojma jesu li mostovi izgrađeni tako.)
"Počinjete s dva kraja i očekujete da se nađete u sredini ako su svi vaši crteži ispravni i ako su vaša mjerenja ispravna", rekao je Riess. "Ali sada se krajevi ne nalaze u sredini i želimo znati zašto."
"Ako znamo početne količine stvari u svemiru, poput tamne energije i tamne materije, a fizika nam je ispravna, tada možete krenuti s mjerenja nedugo nakon velikog praska i koristiti to razumijevanje da predvidite kako brzo bi se svemir danas trebao širiti “, rekao je Riess. "Međutim, ako se ta nepodudarnost pridržava, čini se da možda nemamo pravo razumijevanje, a to mijenja koliko bi velika Hubble konstanta trebala biti danas."
Zašto se sve ne zbroji, zabava, a možda i ludost, dio ovoga.
Ono što nazivamo Mračnom energijom je sila koja pokreće širenje Svemira. Je li tamna energija sve jača? Ili kako je sa Mračnom materijom, koja čini većinu mase u Svemiru. Znamo da ne znamo puno o tome. Možda znamo i manje od toga, a njegova se priroda s vremenom mijenja.
"Mi znamo tako malo o mračnim dijelovima svemira, važno je izmjeriti kako se oni guraju i povlače u svemiru kroz kozmičku povijest", rekao je Lucas Macri sa teksaškog sveučilišta A&M u College Stationu, ključnom suradniku studije.
Tim i dalje radi sa Hubbleom kako bi smanjio neizvjesnost u mjerenju brzine širenja. Instrumenti poput James Webb svemirskog teleskopa i europskog ekstremno velikog teleskopa mogu pomoći u još većoj preciziranju mjerenja i pomoći u rješavanju ovog uvjerljivog problema.
