Prije gotovo sto godina, astronomi su otkrili nešto što je preokrenulo naše razumijevanje svemira: svemir se širi. Otkad je ovaj revolucionarni uvid otkriven, tehnologija je napredovala, a naši podaci postali su sve precizniji. No, unatoč tome, ključno pitanje i dalje lebdi u zraku: Koliko brzo se svemir širi?
Ovo pitanje nije samo znanstvena rasprava o brojkama. Na njega se naslanja cijela moderna kozmologija – znanost o tome kako se svemir razvijao od Velikog praska. Glavna prepreka leži u fenomenu poznatom kao “Hubbleova napetost“ – neslaganju oko brzine širenja svemira, koja se definira Hubbleovom konstantom (H₀). Unatoč desetljećima istraživanja i napredne tehnologije, rezultati mjerenja ove konstante i dalje su kontradiktorni.
Širenje svemira: Kako je sve počelo?
Početkom 20. stoljeća, pioniri astronomije poput Edwina Hubblea i V. M. Sliphera otkrili su da se svemir širi promatrajući kako galaksije bježe od nas. Korištenjem metode takozvanog crvenog pomaka, zaključili su da se svjetlost galaksija rasteže prema crvenom dijelu spektra dok se udaljavaju. To je postavilo temelje za našu današnju spoznaju o širenju svemira, što je naposljetku dovelo do određivanja Hubbleove konstante.
No, gotovo stoljeće kasnije, pojavljuje se nova zagonetka. Postoje dvije glavne metode za mjerenje H₀ – ljestvica udaljenosti i kozmička mikrovalna pozadina (CMB) – i daju znatno različite rezultate.
Prva metoda, ljestvica udaljenosti, oslanja se na svjetlinu i udaljenost nebeskih tijela kako bi se izračunala brzina širenja. Korištenjem obližnjih zvijezda i galaksija, astronomi su stvorili “ljestvicu” koja se proteže sve do udaljenih galaksija. Nedavna mjerenja tima SH0ES pod vodstvom Adama Riessa dala su vrijednost od 73,2 kilometra po sekundi po megaparseku.
S druge strane, CMB – svjetlost koja je preostala od ranog svemira – daje drugačiji uvid u brzinu širenja, gledajući na trenutak neposredno nakon Velikog praska. Planckova satelitska misija, koristeći ovu metodu, došla je do značajno niže vrijednosti: 67,4 kilometra po sekundi po megaparseku. Ova razlika u rezultatima je prevelika da bi se zanemarila. Obje metode imaju izuzetnu preciznost, a nesklad između njih izazvao je ozbiljnu zabrinutost unutar znanstvene zajednice.
Je li kozmička kriza na pomolu?
Ova neslaganja – Hubbleova napetost – neki znanstvenici nazivaju krizom u kozmologiji. Zašto? Zato što razumijevanje brzine širenja svemira utječe na sve – od starosti svemira do njegove buduće sudbine. Ako su naši modeli svemira netočni, to bi moglo značiti da moramo potpuno preispitati naše razumijevanje kozmosa. Neki znanstvenici vjeruju da su uzrok tome pogreške u mjerenju, jer su potrebne iznimno precizne metode kako bi se izračunale kozmičke udaljenosti. No, do sada nisu pronađeni dokazi o ozbiljnim greškama u mjerenjima, što dodatno potiče misterij.
Zbog važnosti ovog pitanja, znanstvenici postaju kreativni u traženju objašnjenja. Jedna teorija sugerira da je svemir možda prošao kroz fazu ubrzanog širenja neposredno prije nego što je kozmička mikrovalna pozadina nastala. Ova ideja podrazumijeva da je u našim proračunima izostavljen važan fenomen iz ranog svemira. Druga teorija fokusira se na magnetska polja, sugerirajući da su mogla igrati ključnu ulogu u formiranju prvih atoma, što bi dovelo do promjena u našim proračunima. Neki znanstvenici čak predlažu da se naš lokalni dio svemira širi drugačijom brzinom od ostatka kozmosa, što bi moglo objasniti nesklad u rezultatima.
Tim koji predvodi Wendy Freedman, američka pionirka u modernim istraživanjima H₀, koristio je zvijezde iz specifične kategorije poznate kao TRGB (tip of the red giant branch) kako bi kalibrirali udaljenosti supernova. Ova metoda izbjegava nesigurnosti koje su prisutne kod upotrebe Cefeida. Zanimljivo, njihov rezultat za H₀ iznosi 69,8, što je vrijednost između rezultata Plancka i SH0ES tima, iako s većom razinom nesigurnosti.
Svemirski teleskop James Webb (JWST) mogao bi pružiti nove podatke o udaljenim galaksijama i supernovama, što bi moglo pomoći u rješavanju ovog problema. Znanstvenici također istražuju korištenje gravitacijskih valova, nastalih spajanjem crnih rupa, kao nove metode za mjerenje kozmičkih udaljenosti, što bi moglo ponuditi novu perspektivu na Hubbleovu konstantu. Za sada, Hubbleova napetost ostaje jedan od najvećih izazova moderne astronomije. Kako tehnologija napreduje, možda ćemo otkriti da je širenje svemira daleko složenije nego što smo dosad mislili ili će jedan od postojećih skupova mjerenja biti proglašen netočnim. U svakom slučaju, rješavanje ove zagonetke imat će duboke posljedice na naše razumijevanje svemira.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
