Kako hitro se vesolje širi?

Slo-Tech - Rezultati meritev s teleskopom v Atacami (ATC, Atacama Cosmology Telescope), ki so bile izvedene v letih 2013-2016, so bili ta teden objavljeni v dveh rokopisih na arXivu. S teleskopom so merili mikrovalovno sevanje kozmičnega ozadja oziroma prasevanje, ki je najbolj zgoden ostanek mladega vesolja, ki ga lahko neposredno opazujemo. Prasevanje je posledica dogodka, ko je bilo vesolje staro 380.000 let (danes je 13,8 milijarde let), saj so se tedaj protoni in elektroni spojili v atome, vesolje pa je postalo prepustno za svetlobo. Tista iz tistega časa je danes že zelo medla in zamaknjena, a jo še vedno lahko opazujemo kot šibko prasevanje.

Z merjenjem prasevanja, ki ni povsem enakomerno razmazano po vsem nebu, dasi so razlike ranga 0,03 K, je možno izračunati nekatere značilnosti vesolja. Med njimi poleg starosti, strukture in gostote snovi tudi hitrost širjenja. To imenujemo Hubblova konstanta in do danes ni zadovoljivo izmerjena. Tu ne govorimo o malenkostni razliki, ki bi bila posledica nenatančnih meritev, temveč o fundamentalnem vprašanju, ali je Hubblova konstanta 67 ali 74. Vrednost predstavlja, za koliko kilometrov na sekundo se hitrost širjenja poveča vsakih 3,26 svetlobnih let (to je en parsek). Oddaljeni predmeti se namreč oddaljujejo hitreje.

Ko je Evropska vesoljska agencija v letih 2009-2013 temeljito izmerila prasevanje s teleskopom Planck in ugotovila, da je Hubblova konstana približno 67. Tudi meritve z ACT so sedaj dale podobno vrednost. Problem pa je, da iz prasevanja Hubblove konstante ni možno neposredno dobiti, temveč jo je treba posredno izračunati. Lahko pa jo izmerimo tako, da opazujemo galaksije in zvezde dovolj blizu, pri čemer se osredotočimo na zvezde, ki svetijo s predvidljivo in napovedljivo močjo (gre za supernove Ia, ki so vedno enake). Iz teh meritev je Hubblova konstanta 74. Raziskovalci so upali, da bo ACT dal vrednost, ki bo bliže 74, a je le okrepil napoved iz Plancka (le 0,3-odstotna razlika). Ko postajajo metode natančnejše, obe vrednosti lezeta vsaksebi, namesto da bi se približevali.

Sedaj imajo namreč prvikrat dovolj natančni meritve, da je razlika med njima večja od natančnosti meritve. V obratnem primeru bi lahko bili prepričani, da smo Hubblovo konstanto res zadeli, saj bi imeli dve popolnoma različni metodi, ki bi dali podoben rezultat. A ga ne. Zato si sedaj astronomi belijo glavo z vprašanjem, kaj je narobe. So napačne predpostavke pri merjenju prasevanja? So standardne zvezde manj standardne? Ali pa je vesolje fundamentalno drugačno, kakor smo mislili, da je.