Wszechświat może rozszerzać się zbyt szybko

Jak wskazują astronomowie, Wszechświat wydaje się rozszerzać zbyt szybko. Nowe pomiary potwierdzają, że poszerza się w tempie wyższym niż przewidują modele teoretyczne i szybciej niż możne to wyjaśnić współczesna fizyka.
.Ta rozbieżność między modelem a rzeczywistymi danymi stała się znana jako napięcie Hubble’a. Nowe badanie przeprowadzone przez astronomów z Duke University i opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, opisuje, że tempo ekspansji jest jeszcze szybsze niż zakładano.
„Napięcie zmienia się teraz w kryzys” – podkreśla Dan Scolnic z Duke University.
Określenie tempa ekspansji jakiej doznaje Wszechświat – znanego jako stała Hubble’a – było jednym głównym celów nauki od 1929 roku, kiedy Edwin Hubble po raz pierwszy odkrył, że kosmos rozszerza się.
Obecny obraz Wszechświata opisywany jest jako lokalny, czyli bliskie sąsiedztwo Ziemi, Droga Mleczna – i to co poza nią. Standardowy model kosmologii to krzywa wzrostu łącząca te dwa obszary. Problem polega jednak na tym zdaniem naukowców, że nie łączą się one i ekspansja jest w nich różna.
„W pewnym sensie oznacza to, że nasz model kosmologii może być wadliwy” – twierdzi Scolnic.
Pomiar Wszechświata jest tworzony etapowo, jest sekwencją metod używanych do wskazania odległości do obiektów niebieskich, przy czym każda etap opiera się na poprzednim w celu kalibracji.
Nowa metoda została stworzona z wykorzystaniem danych z instrumentu Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), który obserwuje ponad 100 tysięcy galaktyk każdej nocy z punktu obserwacyjnego w Kitt Peak National Observatory.
Astronomowie doszli do wniosku, że ta etapowość pomiarów może być zakotwiczona bliżej Ziemi z bardziej precyzyjną odległością do Gromady Warkocz Bereniki, jednej z najbliższych Ziemi gromad galaktyk.
Aby uzyskać dokładną odległość do gromady, naukowcy wykorzystali krzywe jasności 12 supernowych typu Ia znajdujących się w niej. Te gwiezdne eksplozje mają przewidywalną jasność, która koreluje z ich odległością, co czyni je wiarygodnymi obiektami do obliczeń dystansu.
Badacze uzyskali odległość około 320 milionów lat świetlnych, co znajduje się prawie w środku zakresu odległości opisywanego przez 40 lat wcześniejszych badań – co zdaniem astronomów jest uspokajającym znakiem jego dokładności.
Wykorzystując ten wysoce precyzyjny pomiar jako pierwszy etap, naukowcy skalibrowali resztę kosmicznej metody wskazywania odległości. Uzyskali wartość stałej Hubble’a na poziomie 76,5 kilometrów na sekundę na megaparsek, co zasadniczo oznacza, że lokalny Wszechświat rozszerza się o 76,5 kilometrów na sekundę szybciej co 3,26 miliona lat świetlnych.
Wartość ta jest zgodna z istniejącymi pomiarami tempa ekspansji lokalnego Wszechświata. Jednak, podobnie jak wszystkie podobne pomiary, jest to sprzeczne ze stałą Hubble’a wykorzystywaną do przewidywania poszerzania się odległego kosmosu.
.Jak wskazują naukowcy, wartość ta jest zgodna z tempem ekspansji Wszechświata zmierzonym niedawno w ramach innych badań, ale nie jest zgodna z obecnym rozumieniem fizyki. Od dawna zadawane przez astronomów pytanie brzmi – czy wada tkwi w pomiarach, czy w modelach? A nowe badanie wskazuje, że źródło napięcia Hubble’a leży w modelach.
Oprac. EG