Jameso Webbo teleskopas patvirtino, kad mūsų supratimas apie Visatą gali būti labai klaidingas

Ši problema, vadinamoji Hubble'o Įtampa, gali pakeisti ar net visiškai sugriauti kosmologiją. 2019 m. Hubble'o kosminio teleskopo atlikti matavimai patvirtino, kad toks dalykas iš tiesų egzistuoja. 2023 m. dar tikslesni Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST) matavimai šį neatitikimą dar labiau įtvirtino.

Dabar, atrodo, kad trigubas abiejų kartu dirbančių teleskopų patikrinimas visiems laikams panaikino bet kokios matavimo klaidos galimybę. Vasario 6 d. žurnale „Astrophysical Journal Letters“ paskelbtame tyrime teigiama, kad mūsų supratimas apie Visatą gali būti labai klaidingas.

„Atmetus matavimo paklaidas, lieka reali ir jaudinanti galimybė, kad mes neteisingai supratome Visatą“, – sako pagrindinis tyrimo autorius ir Johnso Hopkinso universiteto fizikos bei astronomijos profesorius Adamas Reissas.

A. Reissas, Saulas Perlmutteris ir Bryanas P. Schmidtas 2011 m. gavo Nobelio fizikos premiją už tai, kad 1998 m. atrado tamsiąją energiją – paslaptingą jėgą, lemiančią spartėjantį Visatos plėtimąsi.

Šiuo metu yra du „auksinio standarto“ metodai, kuriais galima nustatyti Hubble'o konstantą – vertę, apibūdinančią Visatos plėtimosi greitį. Pirmuoju metodu tiriami maži kosminio mikrobangų fono (CMB) svyravimai – senovinis pirmosios Visatos šviesos reliktas, atsiradęs praėjus vos 380 000 metų po Didžiojo sprogimo.

2009–2013 m. astronomai, naudodami Europos kosmoso agentūros palydovą „Planck“, sudarė šio mikrobangų fono žemėlapį ir nustatė, kad Hubble'o konstanta yra maždaug 67 kilometrai per sekundę viename megaparseke (km/s/Mpc).

Antrajame metode naudojamos pulsuojančios žvaigždės, vadinamos cefeidų kintamaisiais. Žvaigždės cefeidės miršta, o jų išoriniai helio dujų sluoksniai auga ir traukiasi, sugerdami ir išleisdami žvaigždės spinduliuotę – todėl jos periodiškai mirksi kaip tolimos signalinės lemputės.

Kai cefeidės tampa ryškesnės, jos pulsuoja lėčiau – todėl astronomai gali išmatuoti jų absoliutų ryškumą. Lygindami šį ryškumą su stebimu ryškumu, astronomai gali sujungti cefeides į „kosminio atstumo kopėčias“ ir taip pažvelgti vis giliau į Visatos praeitį. Turėdami šias „kopėčias“, astronomai gali nustatyti tikslų Visatos plėtimosi skaičių pagal tai, kaip cefeidžių šviesa pasislenka raudonos spalvos spektro kryptimi.

Tačiau čia ir prasideda paslaptis. Remiantis A. Reisso ir jo kolegų atliktais cefeidžių kintamųjų matavimais, Visatos plėtimosi greitis yra apie 74 km/s/Mpc: tai neįtikėtinai didelė vertė, palyginti su „Plancko“ matavimais. Taigi, kosmologija atsidūrė nežinomoje teritorijoje.

„Mes tai pavadintume ne įtampa ar problema, o greičiau krize“, – 2019 m. konferencijoje Kavli teorinės fizikos institute (KITP) Kalifornijoje sakė Nobelio premijos laureatas, astronomas Davidas Grossas.

Iš pradžių kai kurie mokslininkai manė, kad šis neatitikimas galėjo atsirasti dėl matavimo klaidos, kurią sukėlė cefeidžių susiliejimas su kitomis žvaigždėmis „Hubble“ diafragmoje. Tačiau 2023 m. tyrėjai, naudodami tikslesnį JWST, patvirtino, kad pirmųjų kelių kosminių kopėčių „pakopų“ atveju jų matavimai Hubble teleskopu buvo teisingi. Nepaisant to, liko tikimybė, kad gilesnėje Visatos praeityje galėjo būti dar kitaip.

Siekdami išspręsti šią problemą, A. Reissas ir jo kolegos remdamiesi ankstesniais matavimais stebėjo dar 1000 cefeidžių penkiose galaktikose, nutolusiose nuo Žemės per 130 milijonų šviesmečių. Palyginę savo duomenis su Hubble'o duomenimis, astronomai patvirtino savo ankstesnius Hubble'o konstantos matavimus.

„Dabar mes aprėpėme visą Hubble'o stebėjimų diapazoną ir galime labai patikimai atmesti matavimo klaidą kaip Hubble'o Įtampos priežastį, – sako A. Reissas. – Sujungus Webbą ir Hubble'ą gauname tai, kas geriausia iš abiejų. Pastebėjome, kad Hubble'o matavimai išlieka patikimi, kai toliau kopiame kosminių atstumų kopėčiomis.“

Kitaip tariant, kosmologijos šerdyje atsiradusi įtampa vis dar išlieka, rašo „Live Science“.