Свемир се шири брже него што би требало: Узрок непозната материја

Неки непознати „састојак“ у свемиру тера Универзум да се шири брже него што указују научни модели, показују најновија мерења свемирским телескопом „Хабл“.

Од када је астроном Едвин Хабл 1929. године утврдио брзину којом се свемир шири, названу Хаблова константа Х0, астрономи су имали опречне ставове о њеној стварној вредности, пошто су установили да постоји неслагање у овом броју између раних посматрања универзума и касних посматрања универзума.

Докази о томе сами по себи нису нови и гомилају се годинама. Међутим, у новој студији, тим научника који користи „Хaбл“ телескоп сакупио је нове податке, који изгледа да поткрепљују теорију да је неслагање, познато као „Хабл тензија“, последица неког мистериозног фундаменталног састојка, неоткривенoг од стране астронома. Научници су засновали предвиђање брзине ширења универзума – познато као Хаблова константа – уз помоћ две методе.

What was the universe like right after the Big Bang? To find out, you'd have to look back in time. That was the job of the Planck satellite. As Planck orbited the Sun, it mapped a faint radiation—Big Bang’s afterglow—nearly 14 billion light-years away. [Artist concept: NASA] pic.twitter.com/9EKAozGduv

— American Museum of Natural History (@AMNH) September 26, 2018

Космолози који користе Планков сателит за проучавање космичке светлости из „раног“ универзума, око 380.000 година након Великог праска, утврдили су да је та константа око 67. То значи да се универзум шири око 67 километара у секунди брже на сваких 3,26 милиона светлосних година.

Међутим, астрономи који посматрају звезде и галаксије у „касном“ универзуму, након што су звезде рођене и формиране галаксије, такође су измерили константу То, која је око 74. Најутицајнија мерења касног универзума потичу из пројекта који се зове „Супернова Х0 за једначину стања тамне енергије“ (СХ0ЕС).

Дакле, oва два броја се не слажу. Штавише, истраживања су указала на неке кључне космичке састојке, као што је „тамна енергија“, за које се верује да покрећу све брже ширење универзума.

The updated value of the #Hubble constant H0 from the SH0ES / Pantheon+ teams (including @DScol, @DillonBrout, @LBreuval and many others) as just presented by Adam Riess. This remarkable culmination of several decades of work is a great step forward for cosmology ! pic.twitter.com/9rU7HbhcuW

— Pierre Kervella (@PierreKervella) December 9, 2021

„Чини се да наш универзум доноси многа изненађења, и то је добра ствар, јер нам помаже да учимо“, каже Адам Рис, астроном са Универзитета Џон Хопкинс и вођа недавне студије, чији су налази достављени часопису „ Астрофизикал џурнал“.

Ако неслагање није статистички случај, то значи да се универзум тренутно шири брже него што може да се објасни чак и тамном материјом.

Пет-сигма праг

Да би измерила растојање између Земље и оближњих галаксија, Рисова истраживачка група (Супернове и Х0 за једначину стања тамне енергије) користила је специфичне типове звезда и 42 различите звездане експлозије, чиме је саставила скуп података више него удвостручивши следећу највећу анализу своје врсте. Други истраживачки тим под називом „Пантеон+ сарадња“ допунио је рад СХ0ЕС тима тако што је извршио мета-анализу истраживања супернова, исправљајући недоследности.

Сарадња између СХ0ЕС, коју је Адам Рис водио скоро две деценије, и „Пантеон+“ тима је генерисао оно што се сматра најоштријом проценом до сада за Хаблову константу: 73,04 километра у секунди по мегапарсеку, плус-минус 1.04.

Here is the high-res version of the main plot if anyone wants to use it in the journal club or something #SH0ES #PantheonPlus #HubbleConstant pic.twitter.com/EWfLCWIpbb

— Yukei Murakami (@CosmologicalCat) December 9, 2021

Ово је око 8 процената више од вредности из мерења Опсерваторије „Планк“.

Резултати рада тима прелазе „праг од пет сигма“. То значи да постоји само 1 према 1 милион шансе да неслагање између касних и раних мерења Универзума произилази из систематике, чиме се потврђује да је такозвана „Хаблова напетост“ стварна.

„Не знам како се ова велика грешка крије у овом тренутку, а ако јесте, то је само нешто што нико није изложио… Проверили смо сваку идеју која нам је представљена и ништа не помаже“, тим Наведен је члан Дан Сколниц, астроном са Универзитета Дуке.

Ако „Хаблова“ напетост одражава физичку стварност, онда научници верују да ће морати да потраже другу ставку коју би додали на већ познату листу основних састојака универзума.

Supernova in NGC 2525: https://t.co/WOHqaPNHPN by @NASA, @hubble_space, A. Riess (@stsci /JHU) and the SH0ES team Acknowledgment: M. Zamani (@hubble_space ) pic.twitter.com/Jf78XkVaPk

— Astronomy Picture Of The Day (@apod) October 23, 2020

Даља запажања, као што је уз помоћ ЕСА сателита „Гаја“, који мапира Млечни пут од 2014, требало би да допринесу откривању мистерије.

Предстојеће лансирање свемирског телескопа „Џејмс Веб“ требало би да помогне астрономима да још једном провере „Хаблова“ мерења одређених звезда.