Z komunikatu prasowego NASA:
Astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA wykluczyli alternatywną teorię o naturze ciemnej energii po ponownym obliczeniu szybkości ekspansji wszechświata z niespotykaną dokładnością.
Wszechświat wydaje się powiększać w coraz szybszym tempie. Niektórzy uważają, że dzieje się tak, ponieważ wszechświat jest wypełniony ciemną energią działającą w przeciwnym kierunku grawitacji. Jedną z alternatyw dla tej hipotezy jest to, że ogromna bańka stosunkowo pustej przestrzeni o szerokości ośmiu miliardów lat świetlnych otacza nasze galaktyczne sąsiedztwo. Gdybyśmy mieszkali w pobliżu środka tej pustki, obserwacje odsuwania się galaktyk od siebie z przyspieszającymi prędkościami byłyby złudzeniem.
Hipoteza ta została unieważniona, ponieważ astronomowie poprawili swoje rozumienie obecnego tempa ekspansji wszechświata. Adam Riess z Space Telescope Science Institute (STScI) i Johns Hopkins University w Baltimore, MD, prowadzili badania. Obserwacje Hubble'a zostały przeprowadzone przez SHOES (Supernova H0 dla zespołu równania stanu), który pracuje nad dopracowaniem dokładności stałej Hubble'a do precyzji, która pozwala na lepszą charakterystykę zachowania ciemnej energii. Obserwacje pomogły ustalić wartość aktualnego tempa ekspansji wszechświata do niepewności wynoszącej zaledwie 3,3 procent. Nowy pomiar zmniejsza margines błędu o 30 procent w porównaniu z poprzednim najlepszym pomiarem Hubble'a w 2009 roku. Wyniki Riess ukazały się w The Astrophysical Journal z 1 kwietnia.
„Używamy nowej kamery w Hubble'u jak radaru policjanta do łapania prędkości wszechświata” - powiedział Riess. „Wygląda bardziej jak ciemna energia, która naciska pedał gazu”.
Zespół Riessa najpierw musiał określić dokładne odległości do galaktyk w pobliżu i daleko od Ziemi. Zespół porównał te odległości z prędkością, z jaką galaktyki najwyraźniej oddalają się z powodu rozszerzania się przestrzeni. Wykorzystali te dwie wartości do obliczenia stałej Hubble'a, liczby odnoszącej się do prędkości, z jaką galaktyka wydaje się oddalać od swojej Drogi Mlecznej. Ponieważ astronomowie nie są w stanie fizycznie zmierzyć odległości do galaktyk, badacze musieli znaleźć gwiazdy lub inne obiekty, które służą jako wiarygodne kosmiczne mierniki. Są to obiekty o wewnętrznej jasności, jasności, która nie została przyciemniona przez odległość, znaną atmosferę lub gwiezdny pył. Ich odległości można zatem wywnioskować porównując ich prawdziwą jasność z ich widoczną jasnością widzianą z Ziemi.
Aby obliczyć większe odległości, zespół Riess wybrał specjalną klasę wybuchających gwiazd zwaną supernowymi typu 1a. Te gwiezdne eksplozje rozbłyskują z podobną jasnością i są na tyle genialne, że można je zobaczyć daleko w całym wszechświecie. Porównując pozorną jasność supernowych typu 1a i pulsujących gwiazd Cefeid, astronomowie mogli dokładnie zmierzyć ich wewnętrzną jasność, a zatem obliczyć odległości do supernowych typu Ia w odległych galaktykach.
Wykorzystując ostrość nowej kamery Wide Field Camera 3 (WFC3) do badania większej liczby gwiazd w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni, naukowcy wyeliminowali systematyczne błędy wprowadzane przez porównanie pomiarów z różnych teleskopów.
„WFC3 jest najlepszą kamerą, jaką kiedykolwiek wykonano na Hubble'u do wykonywania tych pomiarów, poprawiając precyzję wcześniejszych pomiarów w niewielkim ułamku czasu, który wcześniej zajmował”, powiedział Lucas Macri, współpracownik zespołu SHOES z Texas A&M w College Station.
Znajomość dokładnej wartości szybkości rozszerzania się wszechświata dodatkowo ogranicza zakres siły ciemnej energii i pomaga astronomom w dokładniejszym oszacowaniu innych właściwości kosmicznych, w tym kształtu wszechświata i jego składu neutrin lub cząstek widmowych, które wypełniły wczesny wszechświat.
„Thomas Edison powiedział kiedyś, że„ każda odrzucona niewłaściwa próba jest krokiem naprzód ”, a ta zasada nadal reguluje sposób, w jaki naukowcy podchodzą do tajemnic kosmosu”, powiedział Jon Morse, dyrektor działu astrofizyki w centrali NASA w Waszyngtonie. „Fałszując hipotezę bąbelkową o przyspieszającej ekspansji, misje NASA, takie jak Hubble, przybliżają nas do ostatecznego celu, jakim jest zrozumienie tej niezwykłej właściwości naszego wszechświata”.
