Просто коли ми думаємо, що ми розуміємо Всесвіт досить добре, разом з ними приходять деякі астрономи, щоб все впорядкувати. У цьому випадку на голову повернулося щось важливе для всього, що ми знаємо і бачимо: швидкість розширення самого Всесвіту, так само Константа Хаббла.
Команда астрономів, що використовують телескоп Хаббла, визначила, що швидкість розширення на п’ять і дев'ять відсотків швидша, ніж раніше вимірювали. Константа Хаббла - це не якась цікавість, яку можна відкласти до наступних успіхів у вимірюванні. Це невід'ємна частина самої природи всього існуючого.
"Ця дивовижна знахідка може бути важливою підказкою для розуміння тих загадкових частин Всесвіту, які складають 95 відсотків усього і не випромінюють світла, наприклад, темної енергії, темної речовини та темної радіації", - сказав керівник дослідження та лауреат Нобелівської премії Адам Рісс з Наукового інституту космічного телескопа та університету Джона Хопкінса, обидва в Балтіморі, штат Меріленд.
Але перш ніж ми розберемося з наслідками цього дослідження, давайте трохи відступимо і подивимось, як вимірюється Константа Хаббла.
Вимірювання швидкості розширення Всесвіту - справа хитра. Використовуючи зображення вгорі, воно працює так:
- У межах Чумацького Шляху телескоп Хаббла використовується для вимірювання відстані до змінних Цефеїда, типу пульсуючої зірки. Для цього використовується Паралакс, а паралакс - це основний інструмент геометрії, який також використовується в опитуванні. Астрономи знають, що таке справжня яскравість цефеїдів, настільки порівнюючи, що їх видима яскравість від Землі дає точне вимірювання відстані між зіркою та нами. Швидкість пульсації також добре налаштовує розрахунок відстані. З цієї причини змінні цефеїдів іноді називають "космічними мірками".
- Потім астрономи звертають свій погляд на інші сусідні галактики, які містять не тільки змінні Цефеїда, але і наднову типу 1а, ще один добре зрозумілий тип зірки. Ці наднови, які, звичайно, вибухають зірки, є ще одним надійним критерієм для астрономів. Відстань до цих галактик виходить за допомогою цефеїдів для вимірювання справжньої яскравості наднових.
- Далі астрономи наводять Хаббла на галактики, які ще далі. Ці настільки далекі, що жодних Цефеїдів у цих галактиках неможливо побачити. Але наднови типу 1а настільки яскраві, що їх можна побачити навіть на цих величезних відстанях. Потім астрономи порівнюють справжню і явну яскравість наднових, щоб виміряти відстань, на якій можна побачити розширення Всесвіту. Світло від віддалених наднових «зміщується в червоний колір» або розтягується за рахунок розширення простору. Коли вимірювану відстань порівнюють із червоним зсувом світла, це дає вимірювання швидкості розширення Всесвіту.
- Зробіть глибокий вдих і прочитайте все це ще раз.
Велика частина всього цього полягає в тому, що ми маємо ще більш точне вимірювання швидкості розширення Всесвіту. Невизначеність вимірювання знижується до 2,4%. Складною частиною є те, що цей темп розширення сучасного Всесвіту не збігається з вимірюванням раннього Всесвіту.
Швидкість розширення раннього Всесвіту отримана зліва від випромінювання від Великого вибуху. Коли цей космічний відблиск вимірюється зондом Мікрохвильової анізотропії NASX Wilkinson (WMAP) та супутником Planck ESA, він дає менший темп розширення. Тож двоє не вишикуються. Це як будівництво мосту, де будівництво починається з обох кінців і повинно вирівнюватися до моменту, коли ви досягнете середини. (Caveat: Я поняття не маю, чи мости будуються так.)
"Ви починаєте з двох кінців, і ви очікуєте зустрітися в середині, якщо всі ваші малюнки правильні і ваші вимірювання вірні", - сказав Рісс. "Але тепер кінці не зовсім збігаються в середині, і ми хочемо знати, чому".
"Якщо ми знаємо початкові кількості речей у Всесвіті, таких як темна енергія і темна речовина, і фізика у нас правильна, то ви можете перейти до вимірювання в той час, незабаром після великого удару, і використовувати це розуміння, щоб передбачити, як швидко всесвіт має розширюватися сьогодні », - сказав Рісс. "Однак, якщо ця невідповідність витримана, можливо, ми можемо не мати правильного розуміння, і це змінює, наскільки великою має бути константа Хаббла сьогодні".
Чому це все не складено, це частина веселощів, а може, і здивування.
Те, що ми називаємо Темною Енергією - це сила, яка рухає розширенням Всесвіту. Темна енергія зростає? А як щодо Темної матерії, яка становить більшу частину маси у Всесвіті. Ми знаємо, що ми мало що про це знаємо. Можливо, ми знаємо навіть менше, ніж це, і природа його з часом змінюється.
"Ми знаємо так мало про темні частини Всесвіту, важливо виміряти, як вони підштовхують і тягнуть космос протягом космічної історії", - сказав Лукас Макрі з Техаського університету A&M в Колледж-Стейшн, ключовий співавтор дослідження.
Команда все ще працює з Хабблом, щоб зменшити невизначеність у вимірах швидкості розширення. Такі інструменти, як космічний телескоп "Джеймс Вебб" та "Європейський надзвичайно великий телескоп", можуть допомогти вдосконалити вимірювання ще більше і допоможуть вирішити цю важливу проблему.
