Trzy dekady obserwacji z Teleskopu Kosmicznego pomagają wyznaczyć dokładnej wartości stałej Hubble’a

Historia nauki odnotuje, że poszukiwanie tempa ekspansji wszechświata było wielkim Świętym Graalem kosmologii XX wieku. Bez jakichkolwiek dowodów obserwacyjnych na rozszerzanie się, kurczenie lub zatrzymywanie się ekspansji Wszechświata. Co więcej, nie mielibyśmy też pojęcia o jego wieku – a właściwie o tym, czy wszechświat był wieczny, gdyby nie te badania.

Pierwszy akt tego odkrycia nastąpił, gdy sto lat temu amerykański astronom Edwin Hubble odkrył niezliczone galaktyki poza naszą macierzystą galaktyką, Drogą Mleczną. I galaktyki nie stały w miejscu. Hubble odkrył, że im dalej galaktyka jest, tym szybciej wydaje się oddalać od nas. Można to interpretować jako równomierną ekspansję przestrzeni. Hubble powiedział nawet, że badał galaktyki po prostu jako „znaczniki przestrzeni”. Jednak nigdy nie był w pełni przekonany o idei jednorodnie rozszerzającego się wszechświata. Podejrzewał, że jego pomiary mogą być dowodem na to, że we Wszechświecie dzieje się coś jeszcze dziwniejszego.

Przez dziesięciolecia po Hubble’u astronomowie trudzili się, aby ustalić tempo ekspansji, które dałoby prawdziwy wiek wszechświata. Wymagało to zbudowania ciągu kosmicznych drabin odległościowych zmontowanych ze źródeł, co do których astronomowie mają uzasadnioną pewność co do ich wewnętrznej jasności. Najjaśniejszymi, a zatem najdalszymi wykrywalnymi znacznikami są supernowe typu Ia.

Kiedy Kosmiczny Teleskop Hubble’a został wystrzelony w 1990 r., tempo ekspansji Wszechświata było tak niepewne, że jego wiek mógł wynosić zaledwie 8 miliardów lat lub nawet 20 miliardów lat.

Po 30 latach drobiazgowych prac z wykorzystaniem niezwykłej mocy obserwacyjnej teleskopu Hubble’a liczne zespoły astronomów zawęziły tempo ekspansji do precyzji nieco ponad 1%. Można to wykorzystać do przewidzenia, że ​​wszechświat podwoi się za 10 miliardów lat.

Pomiar jest około osiem razy dokładniejszy niż oczekiwana zdolność Hubble’a. Ale kosmologom stało się to czymś więcej niż tylko doprecyzowaniem liczby. W międzyczasie odkryto tajemnicę ciemnej energii rozpychającej wszechświat. Aby jeszcze bardziej skomplikować sytuację, obecne tempo ekspansji jest inne niż się spodziewano, ponieważ wszechświat pojawił się wkrótce po Wielkim Wybuchu.

Przewidywano, że tempo ekspansji wszechświata będzie wolniejsze niż to, co faktycznie widzi Hubble. Łącząc Standardowy Model Kosmologiczny Wszechświata i pomiary wykonane przez misję Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej (która obserwowała reliktowe kosmiczne mikrofalowe tło sprzed 13,8 miliarda lat), astronomowie przewidują niższą wartość stałej Hubble’a: 67,5 plus minus 0,5 kilometra na sekundę. sekundy na megaparsek, w porównaniu z szacunkami zespołu SHOES wynoszącymi 73.

Biorąc pod uwagę dużą wielkość próbki Hubble’a, istnieje tylko jedna na milion szansa, że ​​astronomowie mylą się z powodu niefortunnego losowania, powiedział Riess, co jest powszechnym progiem dla poważnego potraktowania problemu w fizyce. To odkrycie rozplątuje to, co stawało się ładnym i uporządkowanym obrazem dynamicznej ewolucji wszechświata. Astronomowie nie potrafią wyjaśnić rozbieżności między tempem ekspansji wszechświata lokalnego a wszechświatem pierwotnym, ale odpowiedź może wiązać się z dodatkową fizyką wszechświata.

Takie mylące odkrycia uczyniły życie bardziej ekscytującym dla kosmologów takich jak Riess. Trzydzieści lat temu zaczęli mierzyć stałą Hubble’a, aby porównać wszechświat, ale teraz stało się to jeszcze bardziej interesujące.

Właściwie nie obchodzi mnie, jaka jest konkretna wartość ekspansji, ale lubię ją wykorzystywać do poznawania wszechświata.dodał Riess.
info: HubbleSite