Kui arvame, et mõistame universumit päris hästi, tulevad mõned astronoomid ka kõike ümber seadma. Sel juhul on pea peale keeratud midagi olulist kõige jaoks, mida me teame ja näeme: Universumi enda laienemiskiirus, teise nimega Hubble'i konstant.
Hubble'i teleskoopi kasutanud astronoomide meeskond on kindlaks teinud, et laienemise kiirus on viis kuni üheksa protsenti kiirem kui varem mõõdetud. Hubble'i konstant pole mingi uudishimu, mida saab enne järgmise mõõtmise saavutamist riiulisse tõmmata. See on lahutamatu osa kõige olemasoleva olemusest.
"See üllatav leid võib olla oluline vihje nende salapäraste osade mõistmiseks, mis moodustavad 95 protsenti kõigest ja ei eralda valgust, näiteks tumedat energiat, tumedat ainet ja tumedat kiirgust," ütles uuringu juht ja Nobeli preemia laureaat Adam Riess kosmoseteleskoobi teadusinstituudist ja Johns Hopkinsi ülikoolist, mõlemad Baltimore'is, Maryland.
Kuid enne kui uurime selle uuringu tagajärgedest, teeme natuke varundamist ja vaatame, kuidas mõõdetakse Hubble'i konstanti.
Universumi laienemiskiiruse mõõtmine on keeruline äri. Kasutades ülaosas olevat pilti, töötab see järgmiselt:
- Linnutee piires kasutatakse Habli teleskoopi kauguse mõõtmiseks Cepheidi muutujatest, mis on pulseeriva tähe tüüp. Selleks kasutatakse Parallaksi ja parallaks on geomeetria põhitööriist, mida kasutatakse ka mõõdistamisel. Astronoomid teavad, milline on tsefeiidide tegelik heledus, nii et võrreldes nende nähtava heledusega Maast saab tähe ja meie vahelise kauguse täpse mõõtmise. Nende pulsatsioonikiirus reguleerib ka kauguse arvutamist. Kefeidi muutujaid kutsutakse sel põhjusel mõnikord “kosmilisteks mõõdupuudeks”.
- Seejärel suunavad astronoomid oma vaatamisväärsused teistele lähedalasuvatele galaktikatele, mis ei sisalda mitte ainult Cepheidi muutujaid, vaid ka 1.a tüüpi supernoovat, teist hästi mõistetavat tähte. Need supernoovad, mis on muidugi plahvatavad tähed, on astronoomide jaoks veel üks usaldusväärne mõõdupuu. Kaugus nende galaktikateni saadakse kefeidide abil supernoovade tegeliku heleduse mõõtmiseks.
- Järgmisena osutavad astronoomid Hubble'i veel kaugemal asuvatele galaktikatele. Need on nii kaugel, et neis galaktikates ei ole võimalik näha ühtegi tsefeidi. Kuid tüüp 1a supernoovad on nii eredad, et neid on näha isegi nende tohutute vahemaade tagant. Seejärel võrdlevad astronoomid supernoovade tegelikke ja näivaid heledusi, et mõõta kaugust, kus on näha Universumi paisumist. Valgus kaugetest supernoovadest on “punaselt nihkunud” või venitatud ruumi laienemise kaudu. Kui mõõdetud kaugust võrreldakse valguse punase nihkega, annab see Universumi paisumise kiiruse mõõtmise.
- Hinga sügavalt sisse ja loe kõik uuesti läbi.
Selle kõige suurem osa on see, et meil on veelgi täpsem Universumi paisumiskiiruse mõõtmine. Mõõtmise mõõtemääramatus on 2,4%. Väljakutsuv külg on see, et moodsa universumi selline laienemiskiirus ei tähenda varajases universumis tehtud mõõtmisi.
Varase universumi paisumiskiirus saadakse vasakult Suure Paugu kiirgusest. Kui seda kosmilist järelvalgust mõõdetakse NASA Wilkinsoni mikrolaine anisotroopiatesondiga (WMAP) ja ESA Plancki satelliidiga, annab see väiksema laienemiskiiruse. Nii et kaks ei rivistu. See on nagu silla ehitamine, mille ehitamine algab mõlemast otsast ja peaks keskele jõudmise ajaks rivistama. (Hoiatus: Mul pole aimugi, kas sillad ehitatakse niimoodi.)
"Alustad kahest otsast ja eeldad, et kohtad keset, kui kõik joonised on õiged ja mõõdud õiged," sõnas Riess. "Kuid nüüd ei ole otsad veel päris keskel ja tahame teada, miks."
„Kui me teame universumi esialgseid asju, näiteks tumedat energiat ja tumedat ainet, ja meil on füüsika korrektne, siis võite minna mõõtetulemustelt vahetult pärast suurt pauku ja kasutada seda arusaama, et ennustada, kuidas kiiresti peaks universum tänapäeval laienema, ”ütles Riess. "Kui see lahknevus püsib, näib, et meil ei pruugi olla õiget arusaama ja see muudab seda, kui suur peaks Hubble'i konstant täna olema."
Miks see kõik kokku ei lähe, on selle lõbus ja võib-olla hullumeelne osa.
See, mida me nimetame pimedaks energiaks, on jõud, mis juhib Universumi paisumist. Kas tume energia kasvab tugevamaks? Või kuidas oleks Dark Matteriga, mis hõlmab suurema osa massist universumis. Me teame, et me ei tea sellest palju. Võib-olla me teame sellest veelgi vähem ja selle olemus aja jooksul muutub.
"Me teame universumi tumedatest osadest nii vähe, et on oluline mõõta, kuidas need kosmilise ajaloo kohal kosmosele tõukavad ja ruumi tõmbavad," ütles Lucas Macri Texase A&M ülikoolist College Stationis, keskse uuringu kaastöötajana.
Meeskond töötab endiselt Hubble'iga, et vähendada laienemiskiiruse mõõtmise ebakindlust. Sellised instrumendid nagu James Webbi kosmoseteleskoop ja Euroopa eriti suur teleskoop võivad aidata mõõtmist veelgi täpsustada ja aidata selle kaaluka probleemiga tegeleda.
