U kozmologiji već godinama postoji nesklad koji ne nestaje: rani svemir i obližnje supernove ne daju istu brzinu današnjeg širenja. Novi rad provjerio je može li pomoći neobična ideja, da se kozmološka konstanta u ranoj povijesti svemira ponašala drukčije nego danas. Rezultat se pomiče prema lokalnim mjerenjima, ali ne dovoljno da Hubbleova napetost nestane.
To je važan ishod jer se ne radi o sitnoj razlici u mjerenju. Ako dva pouzdana načina gledanja svemira uporno vode prema različitim odgovorima, pitanje više nije samo koliko brzo se svemir širi. Pitanje je znamo li uopće pravilno spojiti rani svemir s ovim koji mjerimo danas.
Rani svemir govori jedno, supernove drugo
Hubbleova konstanta opisuje današnju brzinu širenja svemira. Jedan put do nje vodi kroz kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje, najstariju svjetlost koju možemo mjeriti. Iz te slike ranog svemira standardni kozmološki model izračunava kakvo bi širenje trebalo biti danas.
Drugi put počinje mnogo bliže nama. Astronomi koriste supernove tipa Ia i cefeide kao mjerne stupove za udaljenosti u obližnjem svemiru. Taj pristup daje višu vrijednost Hubbleove konstante. Razlika između ta dva odgovora traje dovoljno dugo da je postala jedan od glavnih testova standardne kozmologije.
Zato Hubbleova napetost nije rasprava o jednom teleskopu ili jednoj metodi. Ona pogađa samu vezu između mladog svemira i današnjih mjerenja. Za širi kontekst vrijedi se vratiti i na Hubbleov zakon, jer upravo iz te osnovne veze između udaljenosti i širenja raste cijeli problem.
Zašto se u priču uvodi drukčija tamna energija
U standardnom modelu svemira tamna energija je povezana s kozmološkom konstantom, članom koji pomaže objasniti ubrzano širenje kozmosa. Model je vrlo uspješan u mnogim provjerama, ali Hubbleova napetost ostaje tvrdoglava pukotina u slici.
Model LsCDM pokušava promijeniti jedan dio te priče. U njemu kozmološka konstanta u ranijem svemiru nema isti predznak kao danas. U toj fazi djelovala bi u suprotnom smjeru od današnje tamne energije, a zatim bi se predznak promijenio dok je svemir još bio mnogo mlađi. Nakon toga širenje bi nastavilo pratiti poznatiju ulogu tamne energije.
Takav scenarij zanimljiv je zato što može pomaknuti izračune prema vrijednostima koje daju lokalna mjerenja. U istoj široj raspravi nalaze se i druga pitanja o tome mijenja li se tamna energija kroz vrijeme, osobito nakon novih kozmoloških mjerenja posljednjih godina.
Provjera koja ne dopušta lagan izlaz
Sehjal Khandelwal, Abraão J. S. Capistrano i Suresh Kumar u časopisu Physical Review D nisu pokušali proglasiti LsCDM novom slikom svemira. Postavili su uži, ali presudan problem: izgleda li taj model bolje zato što stvarno smanjuje napetost, ili zato što se napetost često mjeri prejednostavno?
U analizu su ušli podaci ranog svemira koje su prikupili Planck, Atacama Cosmology Telescope i South Pole Telescope, zatim mjerenja rasporeda galaksija iz DESI-ja te katalog supernova Pantheon Plus, kalibriran lokalnim mjerenjima projekta SH0ES.
Autori su posebno pazili na način usporedbe. Kada jedan skup podataka ima vrlo uske granice, a drugi je širi ili nepravilniji, jednostavna usporedba može dati varljiv dojam da je problem manji nego što jest. Zbog toga su koristili metode koje bolje prate stvarni oblik podataka, umjesto da sve nasilno svode na urednu školsku krivulju.
Razlika se smanji, ali ne nestane
Prvi dio rezultata dobar je za standardnu kozmologiju. Podaci iz ranog svemira i mjerenja rasporeda galaksija dobro se slažu i u Lambda CDM-u i u LsCDM-u. Nema znaka da se cijela slika ranog svemira ruši čim se provjera postroži.
Problem se vraća čim se dodaju lokalna mjerenja supernova i cefeida. LsCDM pomiče predviđanja prema većoj vrijednosti današnjeg širenja, ali ne dovoljno. Hubbleova napetost ostaje upravo ondje gdje je najteža: između svemira kakav rekonstruiramo iz najranije svjetlosti i svemira kakav mjerimo u blizini.
To ne odbacuje mogućnost da se tamna energija kroz povijest svemira mijenjala. Ali pokazuje da ova verzija promjene ne zatvara prazninu. Ako se dva pogleda na isti svemir i dalje ne mogu složiti, kozmologija još nema odgovor koji može mirno staviti točku na Hubbleovu napetost.