HONOLULU - Kryzys fizyki mógł się jeszcze pogłębić. Analizując sposób, w jaki światło gięte jest z odległych jasnych obiektów, badacze zwiększyli rozbieżność między różnymi metodami obliczania szybkości rozszerzania się wszechświata.
„Pomiary są zgodne ze wskazaniem kryzysu w kosmologii” - powiedział Geoff Chih-Fan Chen, kosmolog z University of California w Davis, podczas briefingu informacyjnego w środę (8 stycznia) na 235. spotkaniu American Astronomical Społeczeństwo w Honolulu.
Chodzi o liczbę znaną jako stała Hubble'a. Po raz pierwszy został obliczony przez amerykańskiego astronoma Edwina Hubble'a prawie sto lat temu, kiedy zdał sobie sprawę, że każda galaktyka we wszechświecie odsuwa się od Ziemi w tempie proporcjonalnym do odległości tej galaktyki od naszej planety.
Nie oznacza to, że Ziemia znajduje się w centrum kosmosu. Zamiast tego odkrycie poinformowało naukowców, że wszechświat się rozszerza i istnieje bezpośredni związek między odległością dwóch obiektów od tego, jak szybko oddalają się od siebie. Stała Hubble'a ma wartość uwzględniającą to połączenie prędkość-odległość.
Problem polega na tym, że w ostatnich latach różne zespoły nie zgadzały się co do tego, czym dokładnie jest ta stała wartość. Pomiary wykonane za pomocą kosmicznego tła mikrofalowego (CMB), pozostałości po Wielkim Wybuchu, która zapewnia migawkę dziecięcego wszechświata, sugerują, że stała Hubble'a wynosi 46200 mil na godzinę na milion lat świetlnych (lub, używając jednostek kosmologów, 67,4 kilometrów / sekunda na megaparsek).
Ale patrząc na pulsujące gwiazdy znane jako zmienne Cefeid, inna grupa astronomów obliczyła stałą Hubble'a na 50.400 mil na godzinę na milion lat świetlnych (73,4 km / s / Mpc).
Rozbieżność wydaje się niewielka, ale wartości niezależne nie pokrywają się i żadna ze stron nie była skłonna przyznać się do poważnych błędów w swojej metodologii.
Nowy pomiar, dokonany przez soczewki H0 we współpracy z COSMOGRAIL's Wellspring (H0LICOW), był próbą obliczenia stałej Hubble'a w całkowicie nowatorski sposób. (COSMOGRAIL to skrót od Kosmologicznego Monitorowania Soczewek Grawitacyjnych).
Ta miara wykorzystuje fakt, że masywne obiekty we wszechświecie wypaczą tkaninę czasoprzestrzeni, co oznacza, że światło będzie się wyginać, gdy będzie je mijać. Nadświetlne, zasilane czarnymi dziurami byty zwane kwazarami czasami znajdują się za dużymi galaktykami na pierwszym planie, a ich światło ulega wypaczeniu w wyniku tego procesu gięcia, znanego jako soczewkowanie grawitacyjne.
Za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a zespół H0LiCOW zbadał światło z sześciu kwazarów w odległości od 3 do 6,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Gdy czarne dziury kwazarów pochłaniały materiał, ich światło migotało.
Powiedziała, że galaktyka pośrednicząca grawitacyjnie wyginała światło każdego kwazara, więc migotanie kwazara przybyło na Ziemię w różnym czasie, w zależności od ścieżki, jaką obrał po galaktyce pierwszego planu, powiedział Chen. Dodał, że długość opóźnienia stanowiła sposób na zbadanie szybkości ekspansji wszechświata.
W projekcie H0LiCOW udało się ustalić wartość stałej Hubble'a wynoszącą 50 331 mil na godzinę na milion lat świetlnych (73,3 km / s / Mpc), bardzo zbliżoną do wartości podanej przez zmienne cefeidalne, ale dość daleko od pomiaru CMB.
„Konsekwencją jest to, że napięcie jest bardzo prawdopodobne, realne”, powiedział Chen i prawdopodobnie nie jest to wynikiem błędów w metodach każdego podejścia.
Warto zauważyć, że w ubiegłym roku kolejny niezależny pomiar stałej Hubble'a, dokonany za pomocą gigantycznych czerwonych gwiazd, pojawił się dokładnie między dwoma bokami, obliczając wartość 47 300 mil na godzinę na milion lat świetlnych (69,8 km / s / Mpc).
Niemniej jednak, powiedział Chen, różne liczby są wystarczająco daleko od siebie, aby możliwe, że coś jest nie tak z naszymi modelami wszechświata. Dodał, że rośnie liczba fizyków, ponieważ niezależne pomiary nadal się nie zgadzają. Być może naukowcy wymyślą nową fizykę, aby wyjaśnić, co się dzieje.
