Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έκανε μια ακόμα τεράστια ανακάλυψη, που όμως βομβαρδίζει το μέχρι σήμερα γνωστό μοντέλο του σύμπαντος, που από ότι φαίνεται θα χρειαστεί μια γερή αναθεώρηση.
Ανάλογα με το μέρος του σύμπαντος από το οποίο λαμβάνονται μετρήσεις οι φυσικοί, το σύμπαν φαίνεται να διαστέλλεται με διαφορετικούς ρυθμούς. Οι επιστήμονες έχουν ονομάσει αυτό το φαινόμενο, σαν Νόμο του Hubble.
Οι μετρήσεις από το πρώιμο Σύμπαν, στην αυγή του χρόνου, δείχνουν πως ο ρυθμός διαστολής, γνωστός και ως σταθερά του Hubble, ταιριάζει περισσότερο με το τρέχον μοντέλο του Σύμπαντος, τη στιγμή που οι μετρήσεις κοντά στη Γη το αμφισβητούν.
Τώρα, μία νέα μελέτη χρησιμοποιώντας το βαρυτικά παραμορφωμένο φως ενός supernova που βρίσκεται 10,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά αποκάλυψε ότι το μυστήριο μπορεί να παραμείνει.
Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους σε μια σειρά άρθρων στο The Astrophysical Journal. Οι υπολογισμοί της έντασης Hubble έχουν επίσης γίνει αποδεκτοί για δημοσίευση και δημοσιεύθηκαν στη βάση δεδομένων προεκτυπώσεων arXiv.
«Τα αποτελέσματα της ομάδας μας είναι σημαντικά: Η τιμή της σταθεράς του Hubble ταιριάζει με άλλες μετρήσεις στο τοπικό σύμπαν, αλλά παρουσιάζει διαφορές σε σχέση με τις τιμές που λαμβάνονται όταν το σύμπαν ήταν νεότερο», δήλωσε η Brenda Frye, αναπληρώτρια καθηγήτρια αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
Υπάρχουν δύο μέθοδοι για τν μέτρηση της σταθερά του Hubble
Μέχρι σήμερα είχαμε δύο πρότυπα για τον υπολογισμό της σταθεράς του Hubble. Η πρώτη μέθοδος περιλαμβάνει την ανάλυση των μικροσκοπικών διακυμάνσεων της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου, ενός αρχαίου λείψανου του πρώτου φωτός του σύμπαντος, που παράχθηκε μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Εκεί είναι η περίοδος που εμφανίστηκαν τα πρώτα φώτα στο διάστημα, αφού διαλύθηκε το νέφος υδρογόνου που κάλυπτε τα πάντα και δεν επέτρεπε στο φως να περάσει μέσα από αυτό.
Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους αστρονόμους να συμπεράνουν έναν ρυθμό διαστολής περίπου 67 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (km/s/Mpc), τιμή που ταιριάζει με τις προβλέψεις του τρέχοντος κοσμολογικού μοντέλου.
Η δεύτερη μέθοδος, όμως, που βασίζεται σε μετρήσεις από αστέρια Cepheid, επιστρέφει μια πιο υψηλή τιμή — 73,2 km/s/Mpc — η οποία αμφισβητεί τις προβλέψεις του μοντέλου. Αν και η διαφορά φαίνεται μικρή, είναι αρκετή για να έρθει σε αντίθεση με την κατανόηση της κοσμολογίας όπως την ξέρουμε.
Στις νέες μελέτες, οι αστρονόμοι έστρεψαν το James Webb και την κάμερα υπέρυθρης ακτινοβολίας του, στο γαλαξιακό σμήνος PLCK G165.7+67.0, γνωστό και ως G16, που βρίσκεται 3,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Εκεί βρήκαν τρία διακριτά σημεία φωτός, που προέρχονται από ένα supernova τύπου 1Α. Το φως του supernova μεγεθύνθηκε και παραμορφώθηκε βαρυτικά από έναν γαλαξία που βρισκόταν μπροστά του. Αυτό δημιούργησε έναν βαρυτικό φακό, που χρησιμοποιούν πολύ συχνά οι αστρονόμοι για να παρατηρήσουν κάτι που είναι πάρα πολύ μακριά. Αυτό το παιχνίδισμα του φωτός, επιτρέπει την μεγέθυνση του σημείου που θέλουν να παρατηρήσουν οι αστρονόμοι, δημιουργώντας κάτι σαν μεγεθυντικό φακό.
Οι υπερκαινοφανείς τύπου IA συμβαίνουν όταν το υλικό ενός άστρου πέφτει σε έναν λευκό νάνο, οδηγώντας σε μία τεράστια θερμοπυρηνική έκρηξη. Οι εκρήξεις αυτές θεωρείται ότι συμβαίνουν πάντα με την ίδια φωτεινότητα, καθιστώντας τες τυποποιημένες πηγές φωτός για τον υπολογισμό αποστάσεων στο σύμπαν και της σταθεράς του Hubble.
Μελετώντας τις χρονικές καθυστερήσεις μεταξύ των σημείων και συνδυάζοντας τες με την απόσταση της υπερκαινοφανούς, οι ερευνητές υπολόγισαν μία τιμή της σταθεράς του Hubble 75,4 km/s/Mpc, με συν/πλην 8,1 και 5,5 αντίστοιχα, ανάλογα με τον τρόπο μέτρησης. Αυτή η τιμή έρχεται ξανά σε αντίθεση με το τυπικό κοσμολογικό μοντέλο.
Δεν θα πιστεύεις στα μάτια σου τι έχει πάνω της η οδοντόβουρτσα!
aυτή η μέτρηση δε θα είναι τελική στο θέμα της σταθεράς Hubble. Οι αστροφσικοί θια συνεχίσουν να συλλέγουν δεδομένα και από άλλα supernova, προσπαθώντας να κατανοήσουν πως δουλεύει ο κόσμος τον οποίο ζούμε. Κάθε μέτρηση μας φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του Σύμπαντος.
Η ομάδα δήλωσε:
«Τα αποτελέσματα της ομάδας μας είναι εντυπωσιακά: Η σταθερή τιμή του Hubble ταιριάζει με άλλες μετρήσεις στο τοπικό σύμπαν και είναι κάπως σε ένταση με τις τιμές που αποκτήθηκαν όταν το σύμπαν ήταν νέο. Οι παρατηρήσεις Webb στον Κύκλο 3 θα βελτιώσουν τις αβεβαιότητες, επιτρέποντας πιο ευαίσθητους περιορισμούς στο H0.»
