Tikai tad, kad mēs domājam, ka mēs diezgan labi saprotam Visumu, nāk arī daži astronomi, lai visu sakārtotu. Šajā gadījumā ir pagriezts kaut kas būtisks visam, ko mēs zinām un redzam: paša Visuma izplešanās ātrums, pazīstams arī kā Habla konstante.
Astronomu komanda, kas izmanto Habla teleskopu, ir noteikusi, ka izplešanās ātrums ir no pieciem līdz deviņiem procentiem ātrāks nekā iepriekš izmērīts. Habla konstante nav kāda ziņkārība, kuru var uzglabāt līdz nākamajam mērījumu progresam. Tas ir neatņemams visu pastāvošo būtību raksturs.
"Šis pārsteidzošais atradums var būt svarīgs pavediens, lai izprastu tās noslēpumainās Visuma daļas, kuras veido 95 procentus no visa un neizstaro gaismu, piemēram, tumšo enerģiju, tumšo vielu un tumšo starojumu," sacīja pētījuma vadītājs un Nobela prēmijas laureāts. Ādams Riess no Kosmiskā teleskopa zinātnes institūta un Džona Hopkinsa universitātes, abi atrodas Baltimorā, Mērilendā.
Bet pirms mēs iedziļināmies šī pētījuma sekās, nedaudz izveidosim dublējumu un apskatīsim, kā tiek mērīts Habla konstante.
Visuma izplešanās ātruma mērīšana ir sarežģīts bizness. Izmantojot attēlu augšpusē, tas darbojas šādi:
- Piena ceļa apstākļos Habla teleskopu izmanto, lai izmērītu attālumu līdz Kefeīda mainīgajiem - pulsējošas zvaigznes veidam. Parallakss tiek izmantots, lai to izdarītu, un parallaks ir pamata ģeometrijas rīks, ko izmanto arī mērniecībā. Astronomi zina, kāds ir patiesais kefīdu spilgtums, tāpēc, salīdzinot ar to šķietamo spilgtumu no Zemes, precīzi tiek noteikts attālums starp zvaigzni un mums. Viņu pulsācijas ātrums arī precīzi noregulē attāluma aprēķinu. Šī iemesla dēļ kefīda mainīgos dažreiz sauc par “kosmiskajiem rādītājiem”.
- Tad astronomi pievērš uzmanību citām tuvējām galaktikām, kurās ir ne tikai Kefeida mainīgie, bet arī 1.a tipa supernova, kas ir vēl viens labi saprotams zvaigžņu tips. Šīs supernovas, kas, protams, ir eksplodējošas zvaigznes, ir vēl viens uzticams astronomu mēraukla. Attālumu līdz šīm galaktikām iegūst, izmantojot kefīdus, lai izmērītu supernovu patieso spilgtumu.
- Tālāk astronomi norāda Hablu uz galaktikām, kas atrodas vēl tālāk. Tie ir tik tālu, ka nekādus kefīdus tajās galaktikās nevar redzēt. Bet 1.a tipa supernovas ir tik spilgtas, ka tās var redzēt pat šajos milzīgajos attālumos. Tad astronomi salīdzina supernovu patieso un šķietamo spilgtumu, lai izmērītu līdz attālumam, kur var redzēt Visuma izplešanos. Gaisma no tālām supernovām ir “sarkani nobīdīta” vai izstiepta, paplašinot telpu. Ja izmērīto attālumu salīdzina ar gaismas sarkano nobīdi, tas dod Visuma izplešanās ātruma mērījumu.
- Ievelciet dziļu elpu un izlasiet to visu vēlreiz.
Liela daļa no tā visa ir tā, ka mums ir vēl precīzāks Visuma izplešanās ātruma mērījums. Mērījuma nenoteiktība ir samazināta līdz 2,4%. Izaicinošais ir tas, ka šī modernā Visuma izplešanās ātrums nav atkarīgs no agrīnā Visuma mērījumiem.
Agrīnā Visuma izplešanās ātrumu iegūst no kreisās puses lielā radiācijas starojuma. Kad šo kosmisko pēcspīdumu mēra ar NASA Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zondi (WMAP) un ESA Planck satelītu, tas iegūst mazāku izplešanās ātrumu. Tātad abi nav rindā. Tas ir tāpat kā tilta būvēšana, kur būvniecība sākas abos galos, un tai vajadzētu sakārtoties līdz brīdim, kad nokļūsit vidū. (Brīdinājums: Man nav ne jausmas, vai tilti tiek būvēti šādi.)
"Jūs sākat no diviem galiem, un jūs domājat satikties pa vidu, ja visi zīmējumi ir pareizi un jūsu mērījumi ir pareizi," sacīja Riess. "Bet tagad galos nav tā, ka mēs satiktos pa vidu, un mēs vēlamies zināt, kāpēc."
“Ja mēs zinām sākotnējos daudzumus Visumā, piemēram, tumšo enerģiju un tumšo matēriju, un mums ir fizika pareiza, tad varat doties no mērījumiem tajā laikā neilgi pēc lielā sprādziena un izmantot šo izpratni, lai paredzētu, kā strauji Visumam šodien vajadzētu paplašināties, ”sacīja Riess. "Tomēr, ja šī neatbilstība pastāv, šķiet, ka mums nav pareizas izpratnes, un tas maina to, cik lielai Habla konstantei vajadzētu būt šodienai."
Kāpēc tas viss nav viss, tas ir jautri un varbūt satraucoši.
Tas, ko mēs saucam par tumšo enerģiju, ir spēks, kas virza Visuma paplašināšanos. Vai Dark Energy kļūst spēcīgāka? Vai kā ar Dark Matter, kas sastāda lielāko daļu Visuma masas. Mēs zinām, ka par to neko daudz nezinām. Varbūt mēs zinām pat mazāk par to, un tā raksturs laika gaitā mainās.
“Mēs tik maz zinām par tumšajām Visuma vietām, ir svarīgi izmērīt, kā tās kosmiskās vēstures ietekmē stumj un pievelk kosmosu,” sacīja Lūkass Makri no Teksasas A&M universitātes Koledžas stacijā, galvenais pētījuma līdzstrādnieks.
Komanda joprojām strādā ar Hablu, lai samazinātu nenoteiktību izplešanās ātruma mērījumos. Tādi instrumenti kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskops un Eiropas īpaši lielais teleskops varētu vēl vairāk uzlabot mērījumus un palīdzēt risināt šo pārliecinošo problēmu.
