Visatoje vyksta mįslinga paslaptis. Matuojant kosminio plėtimosi greitį, naudojant skirtingus metodus, gaunami nesutinkantys rezultatai. Situacija buvo vadinama „krize“.
Problema sutelkta į tai, kas vadinama Hablo konstanta. Pavadintas Amerikos astronomu Edwinu Hablu, šis įrenginys apibūdina, kaip greitai visata plečiasi skirtingais atstumais nuo Žemės. Remdamiesi Europos kosmoso agentūros (ESA) „Planck“ palydovo duomenimis, mokslininkai apskaičiavo, kad greitis yra 46 200 mph per milijoną šviesmečių (arba, naudojant kosmologų vienetus, 67,4 km / s per megaparseką). Tačiau skaičiavimai naudojant pulsuojančias žvaigždes, vadinamas „Cepheids“, rodo, kad tai yra 50,400 mph per milijoną šviesmečių (73,4 km / s / Mpc).
Jei pirmas skaičius yra teisingas, tai reiškia, kad mokslininkai daugelį dešimtmečių klaidingai matavo atstumus iki tolimų visatos objektų. Bet jei antroji yra teisinga, tada tyrėjams gali tekti sutikti su egzotiškos, naujos fizikos egzistavimu. Astronomai, suprantama, yra gana susitvarkę dėl šio neatitikimo.
Ką pasaulietis turėtų padaryti iš šios situacijos? Ir kaip svarbus šis skirtumas, kuris pašaliniams žmonėms atrodo menkas? Norėdami patekti į susirėmimą, „Live Science“ paskambino Barry Madore'ui, Čikagos universiteto astronomui ir vienai iš Hablo konstantos matavimus atliekančių grupių nariui.
Bėda prasideda nuo paties Edvino Hablo. Dar 1929 m. Jis pastebėjo, kad labiau nutolusios galaktikos nutolsta nuo Žemės greičiau nei jų artimos kolegės. Jis nustatė tiesinį ryšį tarp atstumo, kurį objektas buvo nuo mūsų planetos, ir greičio, kuriuo jis nutolo.
„Tai reiškia, kad vyksta kažkas negražaus“, - „Mad Science“ pasakojo „Live Science“. "Kodėl mes būtume visatos centras? Intuityvus atsakymas yra tas, kad nejudama. Tarp visko sukuriama vis daugiau vietos."
Hablas suprato, kad visata plečiasi, ir atrodė, kad tai daro pastoviu greičiu - vadinasi, Hablo konstanta. Jis išmatavo, kad jo vertė yra maždaug 342 000 mylių per valandą per milijoną šviesmečių (501 km / s / Mpc) - beveik 10 kartų didesnė nei šiuo metu matuojama. Bėgant metams tyrėjai patobulino šią normą.
Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje viskas pasidarė keisčiau, kai dvi astronomų komandos pastebėjo, kad tolimos supernovos yra silpnesnės, todėl toliau, nei tikėtasi, sakė Madore. Tai parodė, kad ne tik plėtėsi visata, bet ir sparčiai plėtėsi. Astronomai šio paslaptingo reiškinio priežastį įvardijo tamsiąja energija.
Sutikę, kad visata daro ką nors keisto, kosmologai pasuko link kitos akivaizdžios užduoties: kuo tiksliau išmatuoti pagreitį. Tai darydami, jie tikėjosi atsekti kosmoso istoriją ir raidą nuo pradžios iki pabaigos.
Madore šią užduotį prilygino ėjimui į hipodromą ir vieninteliam žvilgsnio į lauką bėgantiems žirgams žvilgsniu. Remdamasis tik tiek informacijos, ar kas nors galėtų nuspręsti, kur prasidėjo visi žirgai ir kuris iš jų laimėtų?
Atrodo, kad į tokį klausimą neįmanoma atsakyti, tačiau tai nesustabdė mokslininkų bandymo. Per pastaruosius 10 metų „Planck“ palydovas matavo kosminį mikrobangų foną - tolimą Didžiojo sprogimo aidą, kuris pateikia prieš 13 milijardų metų vaizduojamą kūdikių visatą. Naudodamiesi observatorijos duomenimis, kosmologai galėjo nustatyti Hablo konstantos skaičių su ypač mažu neapibrėžtumu.
- Tai gražu, - tarė Madore. Tačiau „tai prieštarauja tam, ką žmonės veikė pastaruosius 30 metų“, - sakė D. Madore.
Per tuos tris dešimtmečius astronomai taip pat naudojo teleskopus, norėdami pamatyti tolimus cefeidus ir apskaičiuoti Hablo konstantą. Šios žvaigždės mirksi pastoviu greičiu, priklausomai nuo jų ryškumo, todėl tyrėjai gali tiksliai pasakyti, koks ryškus Cepheid turėtų būti pagrįstas jo pulsacijomis. Pažvelgę į tai, kiek neryškios yra žvaigždės, astronomai gali apskaičiuoti atstumą iki jų. Tačiau Hablo konstantos skaičiavimai naudojant cefeidus neatitinka Plancko įvertinimo.
Neatitikimas gali atrodyti gana mažas, tačiau kiekvienas duomenų taškas yra gana tikslus ir jų neapibrėžtys nesutampa. Skirtingos pusės nurodė pirštus viena į kitą, sakydamos, kad jų oponentai įtraukė klaidas, atmetančias jų rezultatus, sakė Madore.
Tačiau, pridūrė jis, kiekvienas rezultatas taip pat priklauso nuo daugybės prielaidų. Grįždamas prie žirgų lenktynių analogijos, Madoras tai prilygino bandymui išsiaiškinti nugalėtoją, tuo tarpu darydamas išvadą, kuris arklys pavargs pirmasis, kuris pabaigoje įgaus staigų energijos pliūpsnį, kuris šiek tiek slys ant šlapio žolės lopinėlis nuo vakarykščio lietaus ir daugelis kitų sunkiai nustatomų kintamųjų.
Jei „Cepheids“ komandos klysta, tai reiškia, kad astronomai visą tą laiką klaidingai matavo atstumus Visatoje, sakė Madore. Bet jei Plankas klysta, gali būti, kad kosmologų visatos modeliuose reikės įdiegti naują egzotišką fiziką “, - pridūrė jis. Šie modeliai apima įvairius skambučius, pavyzdžiui, egzistuojančių subatominių dalelių rūšių, vadinamų neutrinomis, skaičių. Jie naudojami aiškinant palydovo duomenis apie kosminius mikrobangų fone. Norint suderinti Hablo konstantos „Planck“ vertę su esamais modeliais, kai kuriuos ratukus reiktų suderinti, teigė Madore, tačiau dauguma fizikų dar nelabai nori tai padaryti.
Tikėdamasis pateikti kitą duomenų tašką, kuris galėtų tarpininkauti tarp abiejų pusių, Madoras ir jo kolegos neseniai pažvelgė į raudonų milžiniškų žvaigždžių šviesą. Gyvenimo pabaigoje šie objektai pasiekia tą patį ryškumą, o tai reiškia, kad astronomai, kaip ir cefeidai, gali pažiūrėti, kiek neryškiai jie atrodo iš Žemės, kad galėtų gerai įvertinti atstumą, todėl apskaičiuoti Hablo konstantą.
Rezultatai, paskelbti liepos mėn., Buvo tiksliai pateikti tarp dviejų ankstesnių matavimų: 47 300 km / h per milijoną šviesmečių (69,8 km / s / Mpc). Ir neapibrėžtumas pakankamai sutampa, kad būtų galima sutikti su Plancko rezultatais.
Tačiau tyrėjai dar nepopuliarina savo šampano kamščių, sakė Madore. „Mes norėjome padaryti kaklaraiščio pertraukiklį“, - sakė jis. "Bet nesakė, kad ši pusė ar ta pusė yra teisinga. Sakyta, kad buvo daug daugiau nuolydžio, nei visi manė anksčiau."
Kitos komandos pasvėrė. Grupė, vadinama H0 lęšiais COSMOGRAIL „Wellspring“ (H0LICOW), žvelgia į tolimus ryškius ankstyvosios visatos objektus, vadinamus kvazarais, kurių šviesą gravitaciniu būdu skleidžia masyvūs objektai tarp mūsų ir jų. Tyrinėdama šiuos kvazarus, grupė neseniai sugalvojo įvertinti astronomų pusę. Informacija iš lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO), kuri žvelgia į gravitacines bangas, kylančias iš kritusių neutroninių žvaigždžių, galėtų pateikti kitą nepriklausomą duomenų tašką. Tačiau tokie skaičiavimai vis dar yra pradinėje stadijoje, sakė Madore, ir dar turi pasiekti visišką brandą.
Savo ruožtu, Madore'as teigė, kad, jo manymu, galutinis skirtumas tarp Plancko ir astronomų vertės bus dominuojantis, nors jis šiuo metu per daug nesinaudotų šia galimybe. Tačiau kol nebus surasta kažkokių išvadų, jis norėtų, kad tyrėjų požiūris šiek tiek sušvelnėtų.
„Žmonės, kurie tvirtina, kad jie teisūs, įdėjo daug putų“, - sakė jis. "Tai pakankamai svarbu, kad jį reikia išspręsti, tačiau tam prireiks laiko".
