Kríza v kozmológii. Vesmír sa rozpína rýchlejšie, ako by sa mal

Vesmír sa zväčšuje o 9 percent rýchlejšie, ako by sa mal. A vedci si nie sú istí, prečo, píše britský Guardian.

Najnovší a najpresnejší odhad súčasnej rýchlosti rozpínania vesmíru - hodnoty známej ako Hubblova konštanta - pochádza z observatórií misie Gaia, ktorá uskutočňuje najrozsiahlejší trojdimenzionálny prieskum Mliečnej dráhy.

Tento odhad je však v ostrom rozpore s nezávislým meraním Hubblovej konštanty založenej na pozorovaniach starodávneho svetla, ktoré sa uvoľnilo krátko po Veľkom tresku. Stručne povedané, vesmír sa stáva čoraz väčším, ako by mal byť.

Vek a osud vesmíru

Nesúlad je problematický, pretože Hubbleova konštanta je všeobecne považovaná za najzákladnejšie číslo v kozmológii. "Skutočnosť, že sa vesmír rozširuje, je naozaj jedným z najsilnejších spôsobov, ako určiť zloženie vesmíru, vek vesmíru a osud vesmíru," povedal profesor Adam Riess, ktorý viedol najnovšiu analýzu. 

Edwin Hubble v dvadsiatych rokoch 20. storočia odhalil, že čím sú galaxie od Zeme vzdialenejšie, tým sa od nej rýchlejšie vzďaľujú. Hubbleova konštanta ukazuje ako veľmi. Jedným z prístupov merania vesmíru je pozorovanie červených posunov jasných supernov. 

Riess, ktorý získal Nobelovu cenu za fyziku za rok 2011 za poskytnutie dôkazov, že rozpínanie vesmíru sa urýchľuje, je súčasťou tímu zameraného na vývoj veľmi presných metód merania vzdialeností.

Najnovšie pozorovania pokročili v tejto snahe identifikovaním desiatok nových hviezd cefeíd, ktoré majú špeciálnu vlastnosť, že ich svetlo blikne rýchlosťou, ktorá je priamo spojená s ich jasnosťou pri zdroji. Takže pozorovaním ich pulzácií vedci dokážu zistiť ich pôvodnú svietivosť a teda ako ďaleko sú ony a ich pôvodné galaxie.

73 alebo 67?

Nové údaje uvádzajú hodnotu Hubbleovej konštanty na 73, čo sa prekladá do galaxií, ktoré sa od nás posúvajú o 73 km za sekundu rýchlejšie na každý ďalší megaparsek (3,3 milióna svetelných rokov) vzdialenosti medzi nami a nimi.

Samostatný odhad Hubbla však pochádza z pozorovania tzv. kozmického mikrovlnného pozadia, reliktného žiarenia, ktoré umožňuje vedcom vypočítať, ako rýchlo sa vesmír rozrástol 300 000 rokov po Veľkom tresku. "Kozmické mikrovlnné pozadie je najviac vzdialené svetlo od nás, ktoré môžeme vidieť. Je to 13,7 miliard rokov cesty a hovorí nám, ako rýchlo sa vesmír rozpínal, keď bol ešte dieťa," povedal Riess.

Vedci potom používajúvýpočtový model, ktorý zhruba opisuje vek a zloženie vesmíru a zákony fyziky, aby predpovedali, ako rýchlo sa dnes vesmír rozpína. To dáva Hubbleovej konštante hodnotu 67.

Až do nedávnej doby vedci dúfali, že keď sa merania stanú presnejšími, tento nesúlad sa zmenší, ale namiesto toho sa rozdiel rozšíril a najnovší výpočet dáva šancu, že iba 1 zo 7000 rozdielov bude náhodou. "Ak to bude pokračovať, môžeme sa zaoberať tým, čo nazývame novou fyzikou vesmíru," povedal Riess.

Čo je za tým?

Jedným z návrhov je, že tmavá energia, o ktorej sa verí, že urýchľuje expanziu vesmíru, sa stáva silnejšou. Ďalšou možnosťou je, že štvrtá, ešte nepozorovaná, rozmanitosť neutrína môže mať skreslené výpočty. Temná hmota by mohla byť tiež na vine, ak sa ukáže, že vzájomné pôsobenie s normálnou hmotou je väčšie, než predpovedajú súčasné modely.

Táto kríza v kozmológii by sa čoskoro mohla vyriešiť prostredníctvom nových meraní Hubblovej konštanty založených na gravitačných vlnových pozorovaniach prostredníctvom observatória Ligo. "V najbližších piatich rokoch to pravdepodobne odhalíme," povedal Peacock.