Širenje svemira varira ovisno o mjestu promatranja. Znanstvenici koristeći svemirske teleskope James Webb i Hubble potvrdili su da ova opažanja nisu posljedica mjernih pogrešaka.
Korištenjem teleskopa James Webb i Hubble, astronomi su potvrdili jednu od najvećih enigmi moderne fizike: činjenicu da se brzine širenja svemira razlikuju ovisno o točki promatranja. Kako prenosi Live Science, ovaj fenomen, poznat kao ‘Hubbleova tenzija‘, mogao bi radikalno promijeniti ili čak dovesti u pitanje osnove kozmologije. Postoji li onda zaista problem?
Prolem sa širenjem svemira
Mjerenja teleskopom Hubble iz 2019. godine potvrdila su postojanje zagonetke, a dodatna, preciznija istraživanja teleskopom James Webb (JWST) iz 2023. godine učvrstila su ta odstupanja. Ovi nalazi su potaknuli znanstvenike širom svijeta na razmišljanje da bi naše dosadašnje shvaćanje svemira moglo biti pogrešno.
“Kada eliminiramo mogućnost mjernih pogrešaka, otvara se uzbudljiva perspektiva da možda nismo pravilno razumjeli svemir,” izjavio je Adam Riess, voditelj studije i profesor fizike i astronomije na Sveučilištu Johns Hopkins. Riess, zajedno sa Saulom Perlmutterom i Brianom P. Schmidtom, dobitnik je Nobelove nagrade za fiziku 2011. godine za otkriće tamne energije, koja igra ključnu ulogu u ubrzanom širenju svemira.
Mjerenje korištenjem kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja
Postoje dva primarna pristupa za određivanje Hubbleove konstante, vrijednosti koja kvantificira brzinu širenja svemira. Prva metoda analizira male fluktuacije kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja (CMB), ostataka svjetlosti nastale 380.000 godina nakon Velikog praska. Od 2009. do 2013., koristeći Planck satelit Europske svemirske agencije, astronomi su došli do vrijednosti Hubbleove konstante od približno 67 kilometara po sekundi po megaparseku.
Mjerenje korištenjem zvijezda Cefeida
Druga metoda koristi zvijezde Cefeide, vrstu pulsirajućih zvijezda čije promjene u sjaju omogućuju mjerenje njihove apsolutne sjajnosti. Uspoređujući ovu sjajnost s opaženom, astronomi formiraju ‘kozmičku udaljenosnu ljestvicu’ koja omogućava preciznije mjerenje ekspanzije svemira. No, mjerenja bazirana na Cefeide pokazala su vrijednost od približno 74 kilometara po sekundi po megaparseku, što je značajno više od vrijednosti izmjerenih Planckovim satelitom, bacajući time kozmologiju u područje neistraženih fenomena.
Kriza u kozmologiji?
“Ovo stanje ne bismo nazvali samo napetošću (tenzijom) ili problemom, već pravom krizom,” komentirao je David Gross, dobitnik Nobelove nagrade, na konferenciji 2019. godine. Unatoč početnim sumnjama da bi razlike u mjerenjima mogli uzrokovati preklapanje Cefeida s drugim zvijezdama, upotreba preciznijeg teleskopa JWST tijekom 2023. godine potvrdila je točnost početnih Hubbleovih mjerenja na ‘kozmičkoj udaljenosnoj ljestvici’. Međutim, mogućnost preklapanja zvijezda u daljnjim segmentima svemira ostaje otvoreno pitanje za daljnja istraživanja.
Riess i njegov tim nadogradili su svoja prethodna mjerenja promatranjem dodatnih 1.000 zvijezda Cefeida u pet udaljenih galaksija, čime su potvrdili ranija mjerenja Hubbleove konstante. “Obuhvatili smo cijeli raspon koji je Hubble promatrao i s velikim povjerenjem možemo isključiti mjernu pogrešku kao uzrok Hubbleove tenzije,” rekao je Riess. “Kombinacija teleskopa Webb i Hubble omogućuje najbolje rezultate iz oba svijeta i potvrđuje pouzdanost Hubbleovih mjerenja.” Stoga, tenzije u srcu kozmologije i dalje ostaje neriješena, izazivajući daljnje rasprave i istraživanja u znanstvenoj zajednici.
