Назив "тамна енергија" само је задржавање силе - ма шта то било - због чега се Универзум шири. Нова запажања више цефеидских променљивих звезда помоћу Хуббле свемирског телескопа прецизирала су тачност мерења садашње брзине ширења Универзума до тачности где је грешка мања од пет процената. Нова вредност за брзину ширења, позната као Хуббле константа, или Х0 (по Едвину Хубблеу који је први измерио ширење свемира пре готово једног века), износи 74,2 километра у секунди по мегапарсеку (граница грешке од ± 3,6). Резултати се поклапају са ранијим мерењима која су прикупљена из Хуббле-а од 72 ± 8 км / сец / мегапарсец, али сада су више него двоструко прецизнија.
Мерење Хуббле-а, спроведено од стране тима СХОЕС (Супернова Х0 за једначину државе) и под водством Адама Риесс-а, са Института за свемирски телескоп и научног универзитета Јохнс Хопкинс, користи бројна прецизирања како би побољшала и ојачала изградњу космичке „Мердевина на даљину“, дужина од милијарду светлосних година, коју астрономи користе за одређивање брзине ширења свемира.
Хубблеова посматрања пулсирајућих цефидских променљивих у оближњем маркеру космичке миље, галаксији НГЦ 4258, и у галаксијама домаћина недавних супернова, директно повезују ове показатеље удаљености. Употреба Хубблеа за премошћивање ових трака у мердевинама елиминисала је систематске грешке које су готово неизбежно уведене упоређивањем мерења из различитих телескопа.
Риесс објашњава нову технику: „То је попут мерења зграде дугачком траком уместо померања дворишног штапа по крају. Избегавате да се сложе мале грешке које направите сваки пут када померате мерицу. Што је зграда већа, то је већа и грешка. "
Луцас Мацри, професор физике и астрономије на Текас А&М, и значајан допринос резултатима, рекао је: »Цефеиди су окосница мердевине на даљину, јер њихови периоди пулсирања, који се лако примећују, директно су у корелацији са њиховом светлошћу. Друга прецизност наше лествице је чињеница да смо приметили Цефеиде у блиским инфрацрвеним деловима електромагнетног спектра, где су ове променљиве звезде бољи показатељи растојања него на оптичким таласним дужинама. “
Ова нова, прецизнија вредност Хуббле константе коришћена је за испитивање и ограничавање својстава тамне енергије, облика енергије која производи одбојну силу у простору, због чега брзина ширења свемира убрзава.
Одузимајући историју ширења универзума између данашњег и када је свемир био стар око 380 000 година, астрономи су могли да поставе ограничења у природи тамне енергије која узрокује да се експанзија убрза. (Мерење за далеки, рани свемир потиче од колебања у космичкој микроталасној позадини, како је решено НАСА-овом Вилкинсон Мицроваве Анисотропи Пробе, ВМАП, 2003.)
Њихов резултат је у складу са најједноставнијом интерпретацијом тамне енергије: да је математички еквивалент космолошкој константи Алберта Еинстеина, уведено пре једног века да би притиснуо на ткиво свемира и спречио да се универзум уруши под потезом гравитације. (Ајнштајн је, међутим, уклонио константу након што је Едвин Хуббле открио ширење свемира.)
„Ако ставите у кутију све начине на којима би се тамна енергија могла разликовати од космолошке константе, та кутија би сада била три пута мања“, каже Риесс. "То је напредак, али морамо још да пређемо дуг пут да бисмо уклонили природу тамне енергије."
Иако је космолошка константа замишљена одавно, посматрачки докази о тамној енергији настали су пре 11 година, када су две студије, једну под водством Риесс-а и Брајаном Сцхмидт из Опсерваторија Моунт Стромло, а другу Саул Перлмуттер из Лавренцеа Беркелеија Национална лабораторија открила је тамну енергију независно, делом са Хубблеовим опажањима. Од тада астрономи проводе запажања како би боље окарактерисали тамну енергију.
Риесс-ов приступ сужавању алтернативних објашњења тамне енергије - било да се ради о статичкој космолошкој константи или динамичком пољу (попут одбојне силе која је покренула инфлацију након великог праска) - ради даљег усавршавања мерења историје ширења универзума.
Пре него што је Хуббле представљен 1990. године, процене Хуббле константе варирале су од два фактора. Крајем 1990-их кључни пројекат свемирског телескопа Хуббле на скали екстрагалактичке даљине прецизирао је вредност Хуббле константе на грешку од свега око десет процената. Ово је постигнуто посматрањем цефеидних променљивих на оптичким таласним дужинама на већим растојањима него што је претходно добијено и упоређивањем са сличним мерењима из земаљских телескопа.
СХОЕС тим користио је Хуббле-ову блиску инфрацрвену камеру и више-објективни спектрометар (НИЦМОС) и напредну камеру за анкете (АЦС) да би посматрали 240 цефеидних звезда променљивих кроз седам галаксија. Једна од тих галаксија била је НГЦ 4258, чија је удаљеност врло прецизно одређена посматрањем радио-телескопима. Осталих шест галаксија недавно је угостило супернове из типа Иа који су поуздани показатељи растојања за још даља мерења у свемиру. Супернове типа Иа експлодирају са готово истом количином енергије и због тога имају готово исту унутарњу светлост.
Посматрајући цефеиде са врло сличним својствима на близу инфрацрвеним таласним дужинама у свих седам галаксија, и користећи исти телескоп и инструмент, тим је био у могућности да прецизније калибрише светлост супернова. Захваљујући Хубблеовим моћним способностима, тим је успео да пређе неколико најбрзих корака дуж претходне лествице на даљину, укључујући несигурности у понашању Цефеида.
Риесс би на крају волео да види да се Хуббле константа рафинира на вредност са грешком не већом од једног процента, и да стави још строжа ограничења на решења за тамну енергију.
Извор: Институт за свемирски телескоп
