Az eddig gondoltnál gyorsabb ütemben tágul az univerzum egy új tanulmány szerint, és az eredmények alapján új fizikai modellre lehet szükségünk a jelenség megértéséhez – írja a Space.com.
A világegyetem kialakulásával és működésével foglalkozó kozmológia egyik alapvetése, hogy az ősrobbanással az univerzum tágulni kezdett, ennek a ma is tartó folyamatnak az ütemét pedig a Hubble-állandóval szokás leírni. Az viszont már 2016-ban kiderült, hogy ezzel van egy komoly probléma: különböző mérési módszerekkel két különböző érték jön ki, a kettő pedig a jelenlegi ismereteink alapján nem nagyon egyeztethető össze.
A most meghatározott tágulási tempó 10 százalékkal gyorsabb, mint amit az ősrobbanás utáni univerzum megfigyelése alapján korábban becsültek.
A tanulmány egyik szerzője Adam Riess, a Johns Hopkins Egyetem kutatója, aki 2011-ben két társával fizikai Nobel-díjat kapott, amiért a kilencvenes évek végén kimutatták, hogy az univerzum tágulása folyamatosan gyorsul. (Hogy pontosan miért, az még ma se világos, egy elmélet szerint a titokzatos sötét energia áll a jelenség hátterében.)
Riess és kollégái az új kutatásban a Hubble űrtávcsővel tanulmányozták a Tejútrendszer körül keringő Nagy Magellán-felhő törpegalaxis 70 csillagát: úgynevezett Cefeida-típusú változócsillagokat, amelyek kiszámítható tempóban fényesednek és halványodnak, így jól használhatók távolságmérésre. A mérések pontosításához felhasználták az Araucaria Projekt nevű nemzetközi kollaboráció eredményeit is a Nagy-Magellánfelhő kettős csillagrendszereiről.
Mindebből kiszámolták az univerzum jelenlegi tágulási ütemét, azaz az úgynevezett Hubble-állandót. Ennek új értéke 74,03 kilométer per másodperc per megaparszek. (Egy megaparszek nagyjából 3,26 millió fényév.) Ehhez egy bizonytalansági értéket is rendeltek, ami 1,9 százalék – ezzel a legalacsonyabb bizonytalanságú számítás, amelyet ezzel a módszerrel eddig végeztek.
A Hubble-állandót egy másik módszerrel, az ősrobbanás utáni időkből hátramaradt és az egész világegyetemet kitöltő kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásból is szokás számolni, az ez alapján várt érték jóval kisebb, 67,4 kilométer per másodperc per megaparsec.
Ez nem egyszerűen két eltérő kísérlet. Valami alapvetően különbözőt mérünk. Az egyik annak az értéke, hogy az univerzum hogyan tágul ma, ahogy látjuk. A másik egy jóslat a korai univerzum fizikája alapján, hogy hogyan kellene ma tágulnia. Ha ezek az értékek nem egyeznek, akkor nagyon erős a valószínűsége, hogy nem veszünk figyelembe valamit a kozmológiai modellben, ami összeköti a két érát
– mondta Riess.
A tanulmány az Astrophysical Journal szaklapban jelent meg, de az arXiv.org-on szabadon elérhető .
Egy másik kutatási terület, a gravitációs hullámok kutatásának egyik jelentősége, hogy a Hubble-állandó mérése körüli vita, így az univerzum tágulásának megértése terén is segítséget nyújthat egy független harmadik mérési módszerrel: a Hubble-állandó értékét meg lehet mérni csak gravitációshullám-jelek segítségével is, mert a fényjelekkel szemben ezek forrásának a távolsága közvetlenül megbecsülhető. Erről ebben a cikkben írtunk részletesebben.