To jedna z najbardziej dyskutowanych kwestii w fizyce: Dwa pomiary tempa ekspansji wszechświata nie zgadzają się ze sobą. Teraz technika, która miała na celu rozwiązanie tego problemu, pozwoliła na uzyskanie trzeciego oszacowania, które mieści się pomiędzy dwoma poprzednimi. Tak więc kontrowersja trwa, donoszą naukowcy w pracy zaakceptowanej w Astrophysical Journal.
Jeden z pomiarów szybkości rozszerzania się wszechświata – liczba znana jako stała Hubble’a – pochodzi z supernowych, czyli eksplodujących gwiazd. Inny pomiar opiera się na kosmicznym tle mikrofalowym, świetle uwolnionym krótko po Wielkim Wybuchu. Poprzednie pomiary supernowych wskazują, że wszechświat rozszerza się w tempie około 74 kilometrów na sekundę na megaparsek, czyli około 3,3 miliona lat świetlnych. Jednak kosmiczne mikrofalowe tło wskazuje, że liczba ta wynosi około 67 kilometrów na sekundę na megaparsek.
Ta różnica doprowadziła niektórych badaczy do sugestii, że brakuje nam czegoś ważnego w naszym zrozumieniu wszechświata, takiego jak nowe, niezidentyfikowane cząstki subatomowe, które mogą zamieszkiwać kosmos (SN: 8/6/16, str. 10).
W nowym badaniu kosmolog Wendy Freedman z University of Chicago i współpracownicy dokonali innego pomiaru stałej Hubble’a, który również opiera się na supernowych. Naukowcy określają, jak szybko rozszerza się wszechświat, mierząc, jak światło supernowych jest rozciągane do czerwonych długości fal przez to rozszerzanie. Wymaga to jednak oszacowania, jak daleko od Ziemi znajdują się te supernowe.
Freedman i współpracownicy użyli innej, niezależnej techniki, aby pomóc zmierzyć odległości supernowych. Supernowe z odmiany znanej jako supernowa typu 1a mają znaną jasność. Używając „drabiny odległości”, która opiera się na innych, pobliskich obiektach o znanej jasności, naukowcy mogą obliczyć odległości supernowych. Poprzednie drabiny odległości opierały się na gwiazdach zmiennych zwanych cefeidami, ale w nowej pracy użyto czerwonych olbrzymów, które osiągają jednolitą jasność szczytową.
Nowy pomiar stałej Hubble’a jest nieco niższy niż poprzednie szacunki dotyczące supernowych, około 70 kilometrów na sekundę na megaparsek, co lepiej zgadza się z szacunkami dotyczącymi kosmicznego tła mikrofalowego. Zespół podał wynik 16 lipca w prezentacji w Kavli Institute for Theoretical Physics na University of California, Santa Barbara.
Kosmolog Adam Riess z Johns Hopkins University i Space Telescope Science Institute w Baltimore sugeruje, że niższe oszacowanie sprowadza się do tego, jak zespół uwzględnił pył, który zasłania gwiazdy i wpływa na ich jasność. „Pył jest zmorą astronomii” – mówi Riess, który prowadził poprzednie szacunki supernowych.
Nadal nie jest jasne, czy coś jest nie tak z jednym z różnych pomiarów stałej Hubble’a, czy z naszym rozumieniem kosmosu. „To, co te wyniki mówią nam to – hej, poczekajcie chwilę, musimy zrozumieć niektóre z tych różnic” zanim zaczniemy się zbytnio ekscytować, mówi Freedman. „Nie tak szybko z nową fizyką”.
