У 1920-има Едвин Хуббле објавио је револуционарно откриће да је Универзум у експанзији. Првобитно предвиђена као последица Ајнштајнове теорије опште релативности, ова потврда довела је до тога што је постало познато као Хуббле-ова константа. У осигуравајућим деценијама, и захваљујући примени телескопа нове генерације - попут примерено названог Хуббле свемирског телескопа (ХСТ) - научници су били принуђени да ревидирају овај закон.
Укратко, последњих неколико деценија способност да се види даље у свемир (и дубље у време) омогућила је астрономима да врше тачнија мерења о томе како се брзо рани Универзум проширио. Захваљујући новом истраживању извршеном помоћу Хубблеа, међународни тим астронома успео је да изврши најпрецизнија мерења брзине ширења Универзума до данас.
Ово истраживање спровела је екипа Супернове Х0 за једначину државе (СХ0ЕС), међународна група астронома која је од 2005. године трагала за прецизирањем тачности константе Хуббле. Групу води Адам Реисс из свемира Научни институт за телескоп (СТСцИ) и Универзитет Јохнс Хопкинс, а укључују чланове Америчког музеја природне историје, Института Неилс Бохр, Националне опсерваторије за оптичку астрономију и многих престижних универзитета и истраживачких институција.
Студија која описује њихове налазе недавно се појавила у Тхе Астропхисицал Јоурнал под насловом „Удаљености Супернове типа Иа на Редсхифт-у> 1,5 од Хуббле свемирски телескоп Програми трезора више циклуса: Стопа ране експанзије “. Ради студија, у складу са својим дугорочним циљевима, тим је тежио да конструише нову и тачнију „лествицу на даљину“.
Овај алат је како астрономи традиционално мере раздаљине у Универзуму, а састоје се од ослањања на маркере растојања попут цефидских променљивих - пулсирајуће звезде чија се удаљеност може закључити упоређујући њихову унутрашњу светлост са њиховом привидном светлошћу. Ова мерења се затим упоређују са начином на који се светлост удаљених галаксија премешта како би се утврдило колико брзо се простор између галаксија шири.
Из тога произлази Хуббле Цонстант. Да би изградили своје далеке лествице, Риесс и његов тим спровели су мерења паралаксе користећи Хуббле-ову широку пољану камеру 3 (ВФЦ3) осам новоанализираних цефидских променљивих звезда на Млечном путу. Те звезде су отприлике 10 пута удаљеније од свих претходно проучених - између 6.000 и 12.000 светлосних година од Земље - и пулсирају у дужим интервалима.
Да би осигурали тачност која би обрачунавала колебање ових звезда, тим је такође развио нову методу где ће Хуббле мерити положај звезде хиљаду пута у минуту на сваких шест месеци током четири године. Тим је затим упоредио светлост ових осам звезда са удаљенијим Цефеидима како би се осигурало да могу да рачунају удаљености до других галаксија са више прецизности.
Помоћу нове технике, Хуббле је успео да ухвати промену положаја ових звезда у односу на друге, што је неизмерно поједноставило ствари. Као што је Риесс објаснио у НАСА-ином саопћењу за јавност:
„Ова метода омогућава понављане могућности за мерење изузетно ситних помака због паралаксе. Мерите раздвајање између две звезде, не само на једном месту на камери, већ током и више хиљада пута, смањујући грешке у мерењу. “
У поређењу са претходним истраживањима, тим је успео да прошири број анализираних звезда на удаљености и до 10 пута више. Међутим, њихови резултати су такође у супротности са онима добијеним од сателита Планцк Европске агенције за свемирске агенције (ЕСА), који мери космичку микроталасну позадину (ЦМБ) - преостало зрачење које је створио Велики прасак - од када је постављен 2009. године.
Мапирањем ЦМБ-а, Планцк је успео да прати ширење космоса током раног Универзума - око. 378.000 година након Великог праска. Планцков резултат предвиђа да би Хуббле константа требало да сада буде 67 километара у секунди по мегапарсеку (3,3 милиона светлосних година) и да не би могла бити већа од 69 километара у секунди по мегапарсеку.
На основу њиховог испитивања, Риесс-ов тим добио је вредност од 73 километра у секунди по мегапарсеку, одступања од 9%. У основи, њихови резултати указују на то да се галаксије крећу већом брзином од оне коју имплицирају запажања раног Универзума. Пошто су Хуббле подаци били тако прецизни, астрономи не могу одбацити јаз између два резултата као грешке у било којем појединачном мерењу или методи. Као што је Реисс објаснио:
„Заједница се заиста суочава са разумевањем значења ове одступања… Оба резултата су тестирана на више начина, тако да забрањује низ неповезаних грешака. све је вероватније да ово није буба већ одлика универзума. "
Ови најновији резултати стога сугерирају да би нека непозната сила или нека нова физика могла радити у Универзуму. Што се тиче објашњења, Реисс и његов тим понудили су три могућности, а све то има везе са 95% Универзума које не можемо видети (тј. Тамном материјом и тамном енергијом). У 2011. години, Реисс и још два научника добили су Нобелову награду за физику за своје откриће 1998. године да је Универзум у брзини експанзије.
У складу с тим, они сугерирају да би тамна енергија могла гурати галаксије поред све веће снаге. Друга могућност је да тамо постоји неоткривена субатомска честица која је слична неутрину, али интеракцијом с нормалном материјом делује гравитацијом уместо субатомских сила. Ти „стерилни неутрини“ путовали би брзином светлости и заједнички би могли бити познати под називом „тамно зрачење“.
Било која од ових могућности значила би да су садржаји раног Универзума били различити, због чега су морали да размисле о нашим космолошким моделима. Тренутно, Риесс и његове колеге немају одговоре, али планирају да наставе са прецизним подешавањем мерења. До сада је тим СХОЕС-а смањио неизвесност Хуббле Цонстант-а на 2,3%.
То је у складу са једним од централних циљева Хуббле свемирског телескопа, а то је био да се смањи вредност несигурности у Хуббле-овој константи, за коју су процене једном варирале са фактором 2.
Иако ова неподударност отвара врата за нова и изазовна питања, она такође значајно смањује нашу несигурност у погледу мерења Универзума. Коначно, ово ће побољшати наше разумевање како се Универзум развијао након што је створен у ватреном катаклизми пре 13,8 милијарди година.
