У свемиру се догађа загонетна мистерија. Мерења брзине космичке експанзије коришћењем различитих метода настављају са нескладним резултатима. Ситуација је названа "кризом".
Проблем се фокусира на оно што је познато као Хуббле константа. Названа по америчком астроному Едвину Хубблеу, ова јединица описује како се свемир брзо шири на различитим удаљеностима од Земље. Користећи податке са сателита Планцк Европске агенције за свемирске агенције (ЕСА), научници процењују да је брзина 46.200 мпх на милион светлосних година (или, користећи космолошке јединице, 67,4 километра / секунду по мегапарсеку). Али прорачуни помоћу пулсирајућих звијезда названих Цефеиди сугерирају да је 50.400 км / милион свјетлосних година (73.4 км / с / Мпц).
Ако је први број тачан, то значи да научници већ деценијама погрешно мере раздаљине до далеких објеката у свемиру. Али ако је друго тачно, истраживачи ће можда морати да прихвате постојање егзотичне, нове физике. Астрономи су, разумљиво, прилично разрађени у вези с тим одступањем.
Шта би требало да створи лаичар ове ситуације? И колико је важна та разлика, која за аутсајдере изгледа мало? Како би дошли до дна сукоба, Ливе Сциенце назвао је Баррија Мадореа, астронома са Универзитета у Чикагу и члана једног од тимова који врше мерења константе Хуббле.
Проблем почиње са самим Едвином Хубблеом. Још давне 1929. приметио је да се удаљеније галаксије удаљавају од Земље брже од својих ближих колега. Открио је линеарни однос између удаљености којом је предмет био од наше планете и брзине којом се он повлачио.
"То значи да се нешто сабласно догађа", рекао је Мадоре за Ливе Сциенце. "Зашто бисмо били центар свемира? Одговор, који није интуитиван, је да се то не креће. Између свега ствара се све више простора."
Хуббле је схватио да се свемир шири, а чинило се да то ради сталном брзином - отуда, Хуббле константа. Измерио је вредност тако да буде око 342.000 миља на сат на милион светлосних година (501 км / с / Мпц) - скоро 10 пута већа од онога што се тренутно мери. Током година, истраживачи су побољшали ту стопу.
Ствари су постале чудније крајем деведесетих, када су две екипе астронома приметиле да су удаљене супернове тамније, па су стога и удаљеније од очекивања, рекао је Мадоре. Ово је указивало да се свемир не само шири, већ је и убрзавао своју експанзију. Астрономи су узрок ове мистериозне појаве именовали тамном енергијом.
Прихвативши да свемир ради нешто чудно, космолози су се окренули следећем очигледном задатку: мерењу убрзања што тачније. Радећи то, надали су се да ће повући историју и еволуцију космоса од почетка до краја.
Мадоре је успоређивала овај задатак са уласком у тркачку стазу и увидом у коње који трче по пољу. Из тако мало информација, да ли би неко могао закључити одакле сви коњи почињу и који од њих би победио?
На такво питање можда звучи немогуће одговорити, али то није спречило научнике да покушавају. У последњих 10 година, Планцков сателит мери космичку микроталасну позадину, далеки одјек Великог праска, који пружа снимак дечијег свемира пре 13 милијарди година. Користећи податке опсерваторије, космолози су могли утврдити број за Хуббле константу са изузетно малим степеном несигурности.
"Дивно је", рекла је Мадоре. Али, "то је у супротности са оним што људи раде последњих 30 година", рекао је Мадоре.
Током те три деценије, астрономи су такође користили телескопе да би погледали удаљене Цефеиде и израчунали Хуббле константу. Ове звезде трепере константном брзином у зависности од њихове осветљености, тако да истраживачи могу тачно да кажу колико светлост цефида треба да буде заснован на његовим пулсацијама. Гледајући колико су звезде заиста тамне, астрономи могу да израчунају удаљеност до њих. Али процене Хуббле константе која користи Цефеиде не одговарају процени из Планцка.
Нескладје може изгледати прилично мало, али свака тачка података је прилично прецизна и не постоји преклапање између њихових несигурности. Различите стране су прстом упериле једна другу, рекавши да су њихови противници укључивали грешке у одбацивању резултата, рекла је Мадоре.
Али, додао је, сваки резултат такође зависи од великог броја претпоставки. Враћајући се аналогији коњској трци, Мадоре је то упоредио покушавајући да утврди победника, док је морао закључити који ће се коњ први уморити, што ће на крају добити нагли енергију, која ће мало клизнути по мокру комадиће траве од јучерашње кише и многих других тешко утврдивих променљивих.
Ако екипе Цефеида греше, то значи да су астрономи све време погрешно мерили удаљености у свемиру, рекао је Мадоре. Али ако Планцк није у праву, онда је могуће да ће се нова и егзотична физика морати увести у козмолошке моделе свемира, додао је. Ови модели укључују различите бирање броја, попут броја врста субатомских честица познатих као неутрини који постоје, а они се користе за интерпретацију података сателита о космичкој микроталасној позадини. Да би се ускладила Планцкова вриједност за Хуббле константу са постојећим моделима, неки од бирања би требали бити подешени, рекао је Мадоре, али већина физичара то још увијек није вољна.
Надајући се да ће пружити још једну тачку података која би могла посредовати између две стране, Мадоре и његове колеге недавно су погледали светлост црвених џиновских звезда. Ови објекти достижу исту врхунску светлину на крају свог живота, што значи да, попут Кефеида, астрономи могу да погледају колико тамно изгледају од Земље како би добили добру процену њихове удаљености и, према томе, израчунали Хуббле константу.
Резултати, објављени у јулу, дали су квадрат између два претходна мерења: 47,300 мпх на милион светлосних година (69,8 км / с / Мпц). А несигурност је садржавала довољно преклапања да би се потенцијално могла сложити са Планцковим резултатима.
Али истраживачи још не пуштају плуте од шампањца, рекла је Мадоре. "Желели смо да направимо кравату за кравате", рекао је. "Али није рекла да је та или та страна тачна. Каже да је пуно више шљага него што су сви прије мислили."
Остали тимови су одважни. Група под називом Х0 сочива у ЦОСМОГРАИЛ-овом Бунару (Х0ЛИЦОВ) гледа у далеке светле предмете у раном свемиру звани квазари чија је светлост гравитационо посуђена масивним предметима између нас и њих. Проучавајући ове квазаре, група је недавно наишла на процену која је ближа страни астронома. Информације из Ласер Интерферометер Гравитацијско-таласне опсерваторије (ЛИГО), који гледа гравитационе таласе од падајућих неутронских звезда, могу пружити још једну независну тачку података. Али такве су калкулације још увек у раној фази, рекао је Мадоре, и још увек нису достигли пуну зрелост.
Са своје стране, Мадоре је рекао да мисли да ће средњи број између Планка и вредности астронома на крају превладати, иако за сада не би превише рачунао на ту могућност. Али док се не нађе неки закључак, волео би да види да се ставови истраживача мало умањују.
"Много пена је на ово ставило људе који инсистирају на томе да су у праву", рекао је. „Довољно је важно да се то мора решити, али требаће времена.“
