Svemir se širi, u to nema sumnje, no znanstvena zajednica trenutno se nalazi pred zidom jer se nikako ne može dogovoriti oko toga koliko se brzo taj proces zapravo odvija. Dva najbolja načina mjerenja brzine kozmičke ekspanzije, poznate kao Hubbleova konstanta, tvrdoglavo daju različite rezultate. Ovaj problem, koji kozmolozi nazivaju Hubbleova napetost, postao je najveća kriza moderne astronomije. Ipak, nova studija sugerira da bi rješenje moglo ležati u ekstremno slabim magnetskim poljima preostalim iz prvih trenutaka nakon Velikog praska.
Standardne svijeće i Veliki prasak
Astronomi koriste Hubbleovu konstantu kao mjerilo brzine širenja svemira, nazvanu po Edwinu Hubbleu koji je prvi dokazao da se galaksije udaljavaju. Danas postoje dva konceptualno različita pristupa mjerenju te brzine. Prvi je neizravan i temelji se na predviđanjima našeg kozmološkog modela koji je podešen da odgovara obrascima u kozmičkom mikrovalnom pozadinskom zračenju, svojevrsnom odsjaju Velikog praska. Teleskopi poput svemirskog opservatorija Planck izmjerili su sićušne fluktuacije u tom drevnom svjetlu, predviđajući vrijednost Hubbleove konstante od oko 67 kilometara u sekundi po megaparseku (km/s/Mpc). Za ilustraciju, megaparsek je jedinica koja iznosi milijun parseka, što je otprilike 30,9 bilijuna kilometara.
S druge strane, druga metoda je izravna i slična onoj koju je koristio sam Hubble. Ona mjeri koliko se brzo udaljene galaksije povlače od našeg Mliječnog puta promatranjem sjaja supernova tipa Ia. Te su eksplozije poznate kao “standardne svijeće” jer im je intrinzični sjaj uvijek isti, što omogućuje precizno određivanje njihove udaljenosti na temelju toga koliko nam se prigušenima čine. Kako bi kalibrirali taj sjaj, astronomi koriste i druge objekte poput zvijezda Cefeida u obližnjim galaksijama. Ova promatranja, u kojima sudjeluju svemirski teleskopi Hubble i James Webb, daju znatno višu vrijednost od oko 73 km/s/Mpc. Razlika između 67 i 73 možda se laiku čini zanemarivom, ali ona je statistički alarmantna. Ako su obje metode točne, našem standardnom modelu kozmologije nedostaje nešto fundamentalno.
Primordijalni magnetizam kao ključ rekombinacije
Magnetska polja prožimaju cijeli svemir, no dok planeti i zvijezde generiraju vlastita polja, znanost još uvijek ne može u potpunosti objasniti ona golema polja koja prožimaju galaktička jata ili čak kozmičke praznine. Jedna od teorija je da je magnetizam nastao u vrlo ranom svemiru, davno prije prvih zvijezda. Ta primordijalna magnetska polja mogla bi biti ključ za rješenje Hubbleove napetosti. Naime, još 2011. godine znanstvenici su istaknuli da bi takva polja utjecala na rekombinaciju, ključni trenutak oko 380.000 godina nakon Velikog praska kada su se elektroni i protoni spojili u neutralni vodik, a svemir postao proziran.
Ako su primordijalna magnetska polja bila prisutna, ona bi ubrzala rekombinaciju guranjem i povlačenjem nabijenih čestica, čineći materiju blago “grudastom”. Tamo gdje su čestice gušće, brže se spajaju u vodik. Pomicanje tog trenutka prozirnosti svemira izravno mijenja veličinu obrazaca koje vidimo u pozadinskom zračenju. To zapravo mijenja “kozmičko ravnalo” kojim mjerimo udaljenosti, što posljedično mijenja i vrijednost Hubbleove konstante koju izvlačimo iz modela, čime se napetost između dva mjerenja smanjuje.
Simulacije koje mijenjaju paradigmu
U novom znanstvenom radu, istraživači su po prvi put koristili pune trodimenzionalne simulacije primordijalne plazme s ugrađenim magnetskim poljima kako bi pratili formiranje vodika. Rezultati su pokazali da je njihova teza i dalje itekako održiva. Podaci su otkrili dosljednu, blagu preferenciju prema postojanju ovih polja, s pouzdanošću od 1,5 do tri standardne devijacije. Iako to još nije službeno otkriće, riječ je o vrlo snažnom putokazu.
Snaga tih polja koju podaci sugeriraju iznosi oko pet do deset bilijuntinki gausa. To je upravo ona jačina koja bi bila potrebna da magnetska polja galaksija i jata nastanu isključivo iz tih drevnih, primordijalnih ‘sjemenki’. Potvrda postojanja ovih polja ne bi samo ublažila Hubbleovu napetost, već bi nam otvorila prozor u djeliće sekunde nakon samog nastanka svemira, nudeći uvid u fiziku na energetskim razinama koje je na Zemlji nemoguće postići. Sljedećih nekoliko godina bit će presudno u utvrđivanju jesu li upravo ta sićušna polja iz praskozorja vremena ključ koji otključava tajnu širenja našeg kozmosa.
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.
