Ako najväčšie tajomstvo vesmíru postavilo vedcov z celého sveta.
Kozmológovia čelia vážnemu vedeckému problému, ktorý naznačuje nedokonalosť ľudských vedomostí o vesmíre. Zložitosť sa týka také zdanlivo triviálnej veci, ako je miera expanzie vesmíru. Faktom je, že rôzne metódy naznačujú rôzne významy - a zatiaľ nikto nevie vysvetliť tento zvláštny rozpor.
Kozmické tajomstvo
V súčasnosti najpresnejšie opisuje vývoj a štruktúra vesmíru štandardný kozmologický model „Lambda-CDM“(ΛCDM). Podľa tohto modelu má vesmír nenulovú pozitívnu kozmologickú konštantu (termín lambda), ktorá spôsobuje zrýchlenú expanziu. Okrem toho ΛCDM vysvetľuje pozorovanú štruktúru CMB (kozmické mikrovlnné pozadie), distribúciu galaxií vo vesmíre, množstvo vodíka a iných ľahkých atómov a samotnú rýchlosť vákuovej expanzie. Závažné rozdiely v miere expanzie však môžu naznačovať potrebu radikálnej zmeny modelu.
Teoretický fyzik Vivian Poulin z Francúzskeho národného centra pre vedecký výskum a laboratória pre vesmír a častice v Montpellieri tvrdí, že to znamená toto: v mladom vesmíre sa stalo niečo dôležité, o čom ešte nevieme. Možno to bol jav spojený s neznámym typom temnej energie alebo s novým druhom subatomárnych častíc. Ak to model vezme do úvahy, nezrovnalosť zmizne.
Na pokraji krízy
Propagačné video:
Jedným zo spôsobov, ako určiť mieru expanzie vesmíru, je študovať mikrovlnné pozadie - reliktné žiarenie, ktoré sa objavilo 380 tisíc rokov po Veľkom tresku. Λ CDM možno použiť na odvodenie Hubbleovej konštanty meraním veľkých fluktuácií v CMB. Ukázalo sa, že sa rovná 67,4 km za sekundu pre každý megaparsec alebo asi tri milióny svetelných rokov (pri takej rýchlosti sa objekty, ktoré sú vzdialené v primeranej vzdialenosti, od seba líšia). V tomto prípade je chyba iba 0,5 km za sekundu na megaparsec.
Ak získame rovnakú hodnotu pomocou inej metódy, potvrdí to platnosť štandardného kozmologického modelu. Vedci merali zjavný jas štandardných sviečok - predmetov, ktorých svietivosť je vždy známa. Takéto objekty sú napríklad supernovy typu Ia - biele trpaslíky, ktoré už nemôžu absorbovať hmotu z veľkých sprievodných hviezd a explodovať. Zrejmým jasom štandardných sviečok môžete určiť vzdialenosť k nim. Paralelne môžete zmerať červený posun supernov, to znamená posun vlnových dĺžok svetla do červenej oblasti spektra. Čím väčší je červený posun, tým vyššia je rýchlosť, pri ktorej je objekt odstránený z pozorovateľa.
Takto je možné určiť mieru expanzie Vesmíru, ktorá sa v tomto prípade ukáže ako rovná 74 kilometrov za sekundu pre každú megaparsec. Toto nezodpovedá hodnotám získaným z ΛCDM. Je však nepravdepodobné, že by chyba merania mohla vysvetliť tento nesúlad.
Podľa Davida Grossa z Kavliho inštitútu teoretickej fyziky na Kalifornskej univerzite v Santa Barbare, v časticovej fyzike by sa takýto rozpor nemal nazývať problémom, ale krízou. Niekoľko vedcov však s týmto hodnotením nesúhlasilo. Situácia bola komplikovaná inou metódou, ktorá je tiež založená na štúdiu raného vesmíru, menovite baryonických akustických kmitov - kmitov v hustote viditeľnej hmoty vyplňujúcej raný vesmír. Tieto vibrácie sú spôsobené plazmovými akustickými vlnami a majú vždy známe rozmery, vďaka čomu vyzerajú ako štandardné sviečky. V kombinácii s inými meraniami poskytujú Hubbleovu konštantu konzistentnú s ΛCDM.
Nový model
Existuje možnosť, že vedci urobili chybu pomocou supernovy typu Ia. Ak chcete určiť vzdialenosť od vzdialeného objektu, musíte si zostaviť rebrík vzdialenosti.
Prvým krokom tohto rebríka sú Cefeidy - variabilné hviezdy s presným vzťahom doba-svietivosť. Pomocou Cepheids môžete určiť vzdialenosť k najbližšiemu typu Ia supernovae. V jednej zo štúdií sa namiesto Cefeidov použili červené giganty, ktoré v určitom štádiu života dosahujú maximálny jas - to isté platí pre všetky červené giganty.
Výsledkom bolo, že Hubbleova konštanta sa rovnala 69,8 km za sekundu na megaparsec. Neexistuje žiadna kríza, hovorí Wendy Freedman z University of Chicago, jeden z autorov príspevku.
Toto tvrdenie však bolo spochybnené. Spolupracovníci H0LiCOW merali Hubbleovu konštantu pomocou gravitačných šošoviek, čo je efekt, ktorý nastane, keď masívne telo ohýba lúče od vzdialeného objektu za ním. Posledne menované by mohli byť kvasary - jadrá aktívnych galaxií kŕmené supermasívnou čiernou dierou. Z dôvodu gravitačných šošoviek sa môže naraz objaviť niekoľko obrázkov jedného kvasaru. Meraním blikania týchto obrázkov vedci odvodili aktualizovanú Hubbleovu konštantu 73,3 kilometrov za sekundu na megaparsec. Zároveň vedci až do posledného nevedeli možný výsledok, ktorý vylučuje možnosť podvodu.
Výsledok merania Hubbleovej konštanty z prírodných masérov vytvorených pri rotácii plynu okolo čiernej diery bol 74 kilometrov za sekundu na megaparsec. Iné metódy dali 76,5 a 73,6 km za sekundu na megaparsec. Problémy tiež vznikajú pri meraní distribúcie hmoty vo vesmíre, pretože gravitačné šošovky dávajú inú hodnotu v porovnaní s meraniami mikrovlnného pozadia.
Ak sa ukáže, že rozdiel nie je spôsobený chybami merania, bude potrebná nová teória na vysvetlenie všetkých v súčasnosti dostupných údajov. Jedným z možných riešení je zmena množstva temnej energie, ktorá spôsobí rýchlu expanziu vesmíru. Aj keď väčšina vedcov sa vyslovuje za to, že nebude robiť fyziku, problém zostáva nevyriešený.
PS
Ale o tom, čo vidíme * (pomocou ďalekohľadov a nástrojov) nie je svetlo dlhých zhasnutých hviezd vylúčené, ale prečo?
Koniec koncov, svetlo hviezdy k nám prichádza v čase - môžete počítať.. (vypočítať) nie presne, ale približne. To, čo už dnes vidíme na mieste zdanlivo jasnej hviezdy, môže byť iba prázdny priestor. Hviezda tam už nie je a pozorujeme jej svetlo.
Ak chcete pochopiť univerzálne vzdialenosti, pozrite si tento videozáznam:
Sedíte a premýšľate po pozeraní týchto videí, ale kto sme, čo sme?
My si myslíme
Veríme, že …
Rozumieme
Ehh..
Autor: Slavik Yablochny