Ako rýchlo sa vesmír rozpína? Výskumníci veria, že po niekoľkých desaťročiach majú odpoveď
Niekoľko dekád astronómovia nedokázali jasne povedať, ako rýchlo sa vesmír rozpína, rôzne metódy dávali odlišné výsledky.
Náš vesmír sa rozpína a už celé desaťročia sa výskumníci pokúšajú odpovedať na jednu základnú otázku: Ako rýchlo sa vesmír rozpína? Odpoveď by mala byť jednoduchá, no v tomto bode sa astronómovia stretli s problémom, ktorý vyvolal krízu v celej kozmológii.
Existujú totiž dve metódy, pomocou ktorých môžeme zmerať rýchlosť kozmickej expanzie. Keďže vesmír by sa mal rozpínať jednotnou rýchlosťou, obe metódy by nám mali priniesť rovnaký výsledok, čo ale nie je tento prípad, vysvetľuje portál Nature. Nová štúdia ale prichádza s výsledkami, ktoré by mohli túto kozmologickú krízu raz a navždy ukľudniť.
Dve metódy, ktoré slúžia na meranie rýchlosti kozmickej expanzie sú meranie fluktuácii kozmického mikrovlnného žiarenia a meranie toho, ako vzdialené galaxie od nás “utekajú” preč. Keď meriame rýchlosť expanzie pomocou kozmického mikrovlnného žiarenia, zistíme, že na každý megaparsek (pozn. cca. 3,2-miliónov svetelných rokov) sa galaxie vzďaľujú o 67 km/s rýchlejšie. Keď sa ale pozrieme na pohyb samotných galaxií, zisťujeme, že rýchlosť kozmickej expanzie je od 72 do 74 km/s na megaparsek.
Ako rýchlo sa vesmír rozpína?
Metóda odhadovania vzdialeností galaxií je kritická. Ako astronómovia vysvetľujú, spolieha sa na pozorovanie jasnosti supernov v sledovaných galaxiách. Najskôr ale astronómovia musia popísať, ako sa zjavný jas supernovy viaže na jej vzdialenosť. Na to používajú takzvané štandardné sviečky. Ide o dobre preskúmané hviezdy v našej relatívnej blízkosti.
V rámci novej štúdie výskumníci vykonali ďalšiu analýzu, ktorá používa hviezdy, ktoré poznáme ako Cefeidy. Tieto hviezdy nám dávajú vyššiu Hubblovu konštantu, rýchlosť expanzie vesmíru. Na základe toho autori štúdie porovnali výsledky získané z Cefeidov s dvoma ďalšími typmi štandardných sviečok. Podľa mnohých výskumníkov išlo o odvážny prístup.
Neprehliadni
Za porovnaním stojí astronómka Wendy Freedman, ktorá musela nové dáta krvopotne analyzovať a vykonať množstvo nových pozorovaní pomocou teleskopov. Tento rok výskumníci predstavili výsledky svojej práce, ktorá zahŕňala pozorovania pomocou Webbovho vesmírneho teleskopu.
Dve nové analýzy štandardných sviečok spojené s dátami supernov ukázali, že expanzia vesmíru v rámci tejto analýzy spadá do chybovej rezervy pre Hubblovu konštantu 67 km/s na megaparsek, ktorú získame pozorovaním kozmického mikrovlnného pozadia. Na prvý pohľad sa teda môže zdať, že vesmír skutočne expanduje jednou rýchlosťou a kozmologická kríza je zažehnaná. Je tu ale problém.
Počas analýzy Freedman zistila, že meranie na základe Cefeidov stále dáva vyššie hodnoty, než pri použití iných štandardných sviečok. Závery inej štúdie zas jasne hovoria, že všetky tri typy štandardných sviečok ukazujú vyššiu Hubblovu konštantu.
Zdá sa, že nesúlad vyplýva z toho, že výskumníci nevedia, aké galaxie do svojich analýz zaradiť. Nádej momentálne leží na Webbovom vesmírnom teleskope. Astronómovia veria, že iná metóda štúdie kozmickej expanzie, napríklad pomocou gravitačných vĺn, by nám mohla pomôcť tento nesúlad meraní vyrovnať.
Vedci sa blížia k uzavretiu jednej z najväčších kozmologických záhad
Freedman má za sebou niekoľko vedeckých prác, ktoré kolegovia v odbore označujú ako prelomové. Ak sa vedkyni podarí uzatvoriť dekády nesúladu v Hubblovej konštante, ani potom neplánuje zavesiť svoju kariéru na klinec.
“Verím, že po Hubblovej konštante mám v sebe ešte jednu veľkú záhadu. V hlave mi víri ešte niekoľko nápadov a mám dostatok energie a entuziazmu na to, aby som pokračovala. Milujem svoju prácu,” hovorí Freedman.
Nesúlad v Hubblovej konštante môžu nakoniec zapríčiňovať nepresné kozmologické modely alebo niečo, čo zatiaľ nepoznáme. Výskumníci sa postupne blížia k odpovedi, no ako sme spomenuli, ide o jednu z najväčších záhad kozmológie. Nájsť definitívne riešenie nebude také jednoduché a nejakú dobu potrvá, kým sa ku nemu dopracujeme. Zatiaľ vedci musia veriť, že nové pozorovania Webbovho teleskopu prinesú ďalšie informácie.
Komentáre