Snaha o rýchlosť rozpínania vesmíru začala v 20. rokoch 20. storočia meraniami astronómov Edwina P. Hubbla a Georgesa Lemaîtra. V roku 1998 to viedlo k objavu „ temnej energie “, záhadnej odpudivej sily urýchľujúcej expanziu vesmíru. V posledných rokoch astronómovia vďaka údajom z Hubbleovho teleskopu a iných teleskopov našli ďalší zvrat: nesúlad medzi rýchlosťou expanzie nameranou v miestnom vesmíre v porovnaní s nezávislými pozorovaniami tesne po veľkom tresku, ktoré predpovedajú inú hodnotu expanzie.

Rýchlosť rozpínania známeho vesmíru, údaje z Hubbleovho teleskopu

Príčina tohto rozporu zostáva záhadou. Ale údaje z Hubbleovho teleskopu, ktoré zahŕňajú rôzne kozmické objekty, ktoré slúžia ako značky vzdialenosti, podporujú myšlienku, že sa deje niečo zvláštne, čo môže zahŕňať úplne novú fyziku.

„Dostávate najpresnejšie meranie rýchlosti expanzie vesmíru zo zlatého štandardu teleskopov a značiek kozmických míľ,“ povedal nositeľ Nobelovej ceny Adam Riess z Space Telescope Science Institute (STScI) a Johns Hopkins University v Baltimore, Maryland.

Riess vedie vedeckú spoluprácu skúmajúcu rýchlosť rozpínania vesmíru s názvom SH0ES, čo je skratka pre Supernova, H0, pre rovnicu stavu temnej energie. “Na toto bol skonštruovaný Hubbleov vesmírny teleskop s použitím najlepších techník, ktoré na to poznáme. Toto je pravdepodobne Hubbleov magnum opus, pretože by trvalo ďalších 30 rokov života HST, kým by sa táto veľkosť vzorky dokonca zdvojnásobila,” povedal Riess. .

Dokument Riessovho tímu , ktorý bude uverejnený vo vydaní Special Focus v The Astrophysical Journal , informuje o dokončení najväčšej a pravdepodobne poslednej veľkej aktualizácie Hubbleovej konštanty. Nové výsledky viac ako zdvojnásobujú predchádzajúce vzorky kozmických vzdialeností. Jeho tím tiež opätovne analyzoval všetky predchádzajúce údaje, pričom celý súbor údajov teraz zahŕňa viac ako 1 000 obežných dráh Hubble.

Keď NASA v 70-tych rokoch vytvorila veľký vesmírny teleskop, jedným z hlavných dôvodov pre náklady a mimoriadne technické úsilie bola schopnosť rozlíšiť cefeidy , hviezdy, ktoré sa pravidelne zjasňujú a stmievajú, videné vo vnútri našej Mliečnej dráhy a vonkajších galaxií. Cefeidy sú už dlho zlatým štandardom značiek kozmických míľ, odkedy ich užitočnosť objavila astronómka Henrietta Swan Leavittová v roku 1912. Na výpočet oveľa väčších vzdialeností astronómovia používajú explodujúce hviezdy nazývané supernovy typu Ia.

Tieto objekty spolu vytvorili „rebrík kozmickej vzdialenosti“ naprieč vesmírom a sú nevyhnutné na meranie rýchlosti expanzie vesmíru, nazývanej Hubbleova konštanta podľa Edwina Hubbla. Táto hodnota je rozhodujúca pre odhad veku vesmíru a poskytuje základný test nášho chápania vesmíru.

Hneď po vypustení Hubbleovho teleskopu v roku 1990 prvý súbor pozorovaní hviezd cefeíd na spresnenie Hubbleovej konštanty uskutočnili dva tímy: kľúčový projekt HST vedený Wendy Freedman, Robert Kennicutt, Jeremy Mould a Marc Aaronson a ďalší tím od Allana. Sandage a spolupracovníci, ktorí použili cefeidy ako míľniky na spresnenie merania vzdialenosti k blízkym galaxiám. Začiatkom roku 2000 tímy vyhlásili „úlohu splnenú“ dosiahnutím presnosti 10 percent pre Hubbleovu konštantu, 72 plus alebo mínus 8 kilometrov za sekundu za megaparsek.

V roku 2005 a znova v roku 2009 pridanie nových výkonných kamier na palubu Hubbleovho teleskopu spustilo „2. generáciu“ neustáleho výskumu Hubbleovho teleskopu, keď sa tímy rozhodli spresniť hodnotu s presnosťou len na jedno percento. Toto bolo inaugurované programom SH0ES. Niekoľko tímov astronómov používajúcich HST, vrátane SH0ES, konvergovalo ku konštantnej hodnote HST 73 plus alebo mínus 1 kilometer za sekundu na megaparsek. Zatiaľ čo sa na skúmanie Hubbleovej konštantnej otázky použili iné prístupy, rôzne tímy prišli s hodnotami blízkymi rovnakému číslu.

Tím SH0ES zahŕňa dlhoročných lídrov Dr. Wenlonga Yuana z Johns Hopkins University, Dr. Lucasa Macriho z Texas A&M University, Dr. Stefana Casertana z STScI a Dr. Dana Scolnica z Duke University. Projekt bol navrhnutý tak, aby zachytil vesmír tak, že sa zhodoval s presnosťou Hubbleovej konštanty odvodenej zo štúdia kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia, ktoré zostalo z úsvitu vesmíru.

“Hubbleova konštanta je veľmi špeciálne číslo. Dá sa použiť na navlečenie ihly z minulosti do súčasnosti pre komplexný test nášho chápania vesmíru. To si vyžiadalo fenomenálne množstvo detailnej práce,” povedal. Dr. Licia Verde, kozmologička z ICREA a ICC-University of Barcelona, ​​hovorí o práci tímu SH0ES.

Tím zmeral 42 míľnikových značiek supernov s Hubbleom. Pretože ich možno vidieť explodovať rýchlosťou asi jednej za rok, Hubble zo všetkých praktických dôvodov zaznamenal čo najviac supernov na meranie expanzie vesmíru. Riess povedal: “Máme kompletnú vzorku všetkých supernov prístupných Hubblovmu teleskopu, ktoré sme videli za posledných 40 rokov.” Rovnako ako text piesne „Kansas City“ z muzikálu Oklahoma na Broadwayi, Hubbleov teleskop „sršal, ako sa len dá!“

Predpovedalo sa, že rýchlosť rozpínania vesmíru bude pomalšia, než akú v skutočnosti vidí Hubbleov teleskop. Spojením štandardného kozmologického modelu vesmíru a meraní misie Planck Európskej vesmírnej agentúry (ktorá pozorovala reliktné kozmické mikrovlnné pozadie spred 13,8 miliardy rokov) astronómovia predpovedajú nižšiu hodnotu Hubbleovej konštanty: 67,5 plus alebo mínus 0,5 kilometra za sekundu. sekundu na megaparsek v porovnaní s odhadom tímu SH0ES 73.

Vzhľadom na veľkú veľkosť vzorky z Hubbleovho teleskopu existuje len jedna ku miliónu šanca, že sa astronómovia mýlia kvôli nešťastnému žrebu, povedal Riess, čo je bežný prah pre brať problém vážne vo fyzike. Toto zistenie odhaľuje to, čo sa stávalo pekným a prehľadným obrazom dynamického vývoja vesmíru. Astronómovia nevedia vysvetliť rozdiel medzi rýchlosťou expanzie miestneho vesmíru a pravekého vesmíru, ale odpoveď môže zahŕňať ďalšiu fyziku vesmíru.

Takéto mätúce zistenia urobili život vzrušujúcejším pre kozmológov, ako je Riess. Pred tridsiatimi rokmi začali merať Hubbleovu konštantu, aby porovnali vesmír, ale teraz sa to stalo ešte zaujímavejším. “V skutočnosti mi je jedno, aká je hodnota expanzie konkrétne, ale rád ju používam na spoznávanie vesmíru,” dodal Riess.

Nový Webbov vesmírny teleskop agentúry NASA rozšíri prácu Hubble tým, že ukáže tieto značky kozmických míľnikov vo väčších vzdialenostiach alebo ostrejšom rozlíšení, než aké dokáže Hubble vidieť.

---

Nedokončený príbeh – pomôžme rodine, ktorá náhle prišla o otca. Z plánov oslavy 50-ky môjho švagra sa odrazu organizoval jeho pohreb. Nikto to nečakal.

---