Kad se kozmolozi ne mogu složiti oko toga koliko se svemir brzo širi, jedan način da se rasprava razmrsi jest promijeniti pitanje. Umjesto da se stalno vraćamo na Hubbleovu konstantu, istraživači iz Sveučilišta u Bologni i Leibnizova instituta za astrofiziku u Potsdamu (AIP) predlažu da usporedimo ono što iz tih mjerenja slijedi: dob svemira. Na temelju preciznih podataka o vrlo starim zvijezdama u Mliječnoj stazi dobili su najvjerojatniju vrijednost od oko 13,6 milijardi godina, što u raspravu o takozvanoj Hubbleovoj napetosti uvodi neovisnu, “zvjezdanu” provjeru.
U standardnom kozmološkom modelu brzina današnjeg širenja izravno je povezana s time koliko je svemir star. Veća Hubbleova konstanta znači mlađi svemir, a manja stariji. Upravo tu nastaje problem: mjerenja u lokalnom svemiru, oslonjena na cefeide i supernove, upućuju na “mlađu” sliku, dok opažanja kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja govore o “starijoj”. Ta dva pristupa, prevedena u jezik godina, odgovaraju kozmičkim dobima od približno 13 i 14 milijardi godina. Pitanje je koje od ta dva doba zapravo stoji iza stvarnog svemira.
Kad zvijezde postanu kozmički satovi
Svemir ne može biti mlađi od najstarijih zvijezda koje sadrži. Ako se dob tih zvijezda može izmjeriti dovoljno precizno, dobiva se čvrsta donja granica za dob svemira. Upravo na toj ideji počiva projekt koji je nastao iz neuobičajene suradnje dviju tradicijski odvojenih zajednica: kozmološke grupe sa Sveučilišta u Bologni i grupe za “zvjezdanu arheologiju” u AIP-u.
Polazište je bio postojeći katalog dobi zvijezda iz ranijeg istraživanja AIP-a, u kojem su procjene dobivene spajanjem više informacija o sjaju, položaju i udaljenosti za više od 200.000 zvijezda u Mliječnoj stazi. Ključni poticaj došao je iz trećeg izdanja podataka misije Gaia Europske svemirske agencije, koja donosi iznimno precizne paralakse i spektre, pa time i znatno bolja svojstva velikog broja obližnjih zvijezda.
13,6 milijardi godina, i problem ostaje
Iz tako velikog skupa podataka istraživači su namjerno išli na kvalitetu, a ne na količinu. Sastavili su pažljivo odabran uzorak najstarijih zvijezda s najpouzdanijim procjenama dobi: birane su samo one čiju je dob bilo moguće robusno odrediti programskim alatom StarHorse, a zatim su uklonjeni mogući “onečišćivači” koji bi mogli iskriviti rezultat. U konačnici je ostalo oko 100 zvijezda, a za taj završni uzorak najvjerojatnija dob ispada oko 13,6 milijardi godina.
Takva vrijednost, u okviru standardnog kozmološkog modela, “previše je stara” da bi se lako uklopila u dob svemira koja proizlazi iz mjerenja temeljenih na cefeidama i supernovama, osim ako se u modele ne uvedu dodatne promjene. S druge strane, dobro se slaže s dobom koje se izvodi iz opažanja kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja. Drugim riječima, “zvjezdani satovi” ne rješavaju napetost sami od sebe, ali naginju prema “starijoj” strani priče.
Elena Tomasetti sa Sveučilišta u Bologni, autorica studije, naglašava da kombiniranje znanja različitih područja otvara nove prozore prema temeljnim pitanjima. Procjenjivanje dobi zvijezda, kaže, samo po sebi je složen zadatak, ali današnja količina i kvaliteta podataka omogućuju dosad neviđenu preciznost i, po prvi put, statistički značajne rezultate. Usto podsjeća da se sljedeće izdanje Gaijinih podataka već nazire te da bi dobi zvijezda mogle postati jedno od ključnih sidara kozmologije.
Cristina Chiappini iz AIP-a ide korak dalje u opisu uloge naše galaksije: s Gaiom je Mliječna staza praktički postala laboratorij kozmologije “iz blizine”. Preciznost procjena dobi već je bez presedana, a sljedeći veliki pomak, ističe, trebao bi biti u točnosti, kako bi se vremenska crta razvoja galaksije učvrstila s puno većom sigurnošću. U tom kontekstu spominje i koncept misije HAYDN, u kojoj sudjeluje AIP, a čiji je cilj pružiti upravo taj odlučujući korak.
Ipak, autori su oprezni: rezultati još nisu konačni jer u procjenama zvjezdanih dobi i dalje postoje nesigurnosti. No već sada daju važan, neovisan oslonac u raspravi o Hubbleovoj napetosti i pokazuju koliko “kozmička arheologija” najstarijih fosila Mliječne staze može biti korisna za temeljna kozmološka pitanja. S četvrtim izdanjem podataka misije Gaia očekuje se dodatni napredak, a s njim i još čvršća ograničenja na dob svemira i vrijednost Hubbleove konstante.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
