Космолозите наидуваат на нова дилема. Денешните модели развиени за почетоците на нашиот универзум и неговата еволуција, се сметаат за добро воспоставени од страна на космолозите, меѓутоа, две нови мерења на брзината со која универзумот моментално се шири, не се совпаѓаат со досегашните резултати. Ваков тип на резултати, доколку бидат потврдени, може да доведат до првите значајни промени во нашето разбирање на космосот.
Илустрација за експанзијата на универзумот]
Дебатата која овие мерења ја разгореа се сведува на едноставни разлики. Научниците ја пресметуваат моменталната брзина на ширење на универзумот на два начина. Првиот начин е со тоа што се прават мерења за состојбата на универзумот во неговите први мигови и потоа преку добро воспоставената теорија (стандардниот модел) да извршат претпоставка за денешната стапка на ширење. Вториот начин е да се изврши директно мерење на стапката на ширење денес. Доколку моделите се исправни и се е на свое место, овие две мерења треба да се во согласност. Сепак, изгледа дека овие мерења се разликуваат.
Мапа од Космичкииот Микробранов Шум]
Предвидувањето на моменталната стапка на ширење на универзумот преку методот на користење податоци од минатото е доста комплицирано. Тие “древни“ податоци го вклучуваат и космичкиот микробранов шум, кој претставува радио сигнал кој во основа преставува оладената информација од Големиот Прскот. Друг тип на информации кои се вклучени се и шемите за тоа како галаксиите се формирале низ времето. Како на пример, дали галаксиите се згрутчувале во кластери, оставајќи празнини, или пак истите биле униформно дисперзирани? Дополнително, дали тие шеми на распределба се менувале во текот на милијарда години?
Симулација за дистрибуцијата на масата во универзумот во форма на филаменти опколени од празнини. Растојанијата тука се простираат во милиони светлосни години]
Астрономите ги земаат во предвид овие мерења, како и многу други, и истите ги комбинираат со софистицирана теорија за еволуцијата на универзумот, како би ја предвиделе стапката со која универзумот би требало да се проширува моментално. Нивните пресметки предвидуваат стапка на ширење на универзумот која би требала да има вредност помеѓу 67.4 ± 0.5
километри во секунда по мегапарсек. Мегапарсек претставува растојание кое изнесува 3.26 милиони светлосни години. Тоа би значело дека галаксија која се наоѓа на оддалеченост од еден мегапарсек од Земјата, истата би се оддалечувалa од нас со брзина од 64.4 км/с, додека пак галаксија на растојание од два мегапарсеци би се оддалечувалa со брзина од 134.8 км/с.
Астрономите исто така можат директно да ја измерат стапката на ширење преку набљудувањето на галаксии кои се на растојание од неколку милиони светлосни години, и со овој метод тие наоѓаат многу повисока стапка на ширење. Бројката добиена на овој начин е 73.2 ± 1.3 км/с по мегапарсек.
Проблемот лежи во тоа што овие две бројки, 67.4 ± 0.5 и 73.2 ± 1.3, не се во согласност.
Што би можело да биде решението на овој проблем? Доколку анализираме, секој од споменатите методи има свои претпоставки и ограничувања кои треба да се разгледаат. На пример, кога астрономите вршат набљудување на денешната стапка на ширење на универзумот, тие гледаат кон индивидуални галаксии и ја забележуваат брзината, како и растојанието за секоја галаксија. Одредувањето на брзината е доста едноставно. Астрономите го прават тоа користејќи го феноменот на Доплеровиот ефект, кој доведува да галаксиите кои се оддалечуваат од нас бидуваат поместени кон црвениот дел од спектарот, во споредба со информацијата која би ја добиле доколку тие би биле во стационарна состојба. Бидејќи добивањето на информацијата на бојата е едноставно, истото доведува да ја знаеме брзината на секоја галаксија со голем степен на точност.
Уметничка визуелизација на експлозија од супернова]
Од друга страна, одредувањето на растојанието е значително потежок потфат. Всушност, беа потребни повеќе од 100 години за развивање на соодветен метод за одредување на космички растојанија. Кога станува збор за кратки растојанија, како 10-100 светлосни години, астрономите го користат методот на триангулација. Па така, се набљудува позицијата на одредена ѕвезда во одредена ноќ и истата се проверува после период од 6 месеци. Доколку набљудуваната ѕвезда е релативно близу, нејзината локација ќе изгледа различно во однос на оддалечените ѕвезди. Потоа, користејќи го дијаметарот на Земјината орбита, заедно со различните позиции каде се појавува набљудуваната ѕвезда, астрономите можат да го одредат растојанието до истата.
За доста оддалечени ѕвезди или галаксии пак, астрономите користат ѕвезди или супернови со познат природен (интринзичен) сјај. Споредувајќи ги интринзичните светлини на овие објекти со оние вредности што ги добиваме преку набљудувањата со телескопи, е начин кој се користи како би се пресметало растојанието до самите објекти. За објекти пак кои се на растојанија од милиони до милијарда светлосни години, астрономите користат посебна класа на супернови од типот Ia. Овој тип на супернови се добиваат од експлозија на ѕвезди со интринзичен сјај кој научниците можат да го определат.
Целосниот спектар на растојанија е взаемно испреплетен. Астрономите користат пресметувања со триангулација на блиските променливи ѕвезди, Кефеиди, со цел да ја одредат нивната интринзична светлина. Потоа научниците набљудуваат ѕвезди од типот на Кефеиди кај блиските галаксии каде имало супернова настани од типот Ia, како би ја определиле интринзичната светлина на самата супернова. Оваа меѓусебна поврзаност е позната како космичка скала, каде секоја стапка на растојание е поврзана со таа под неа. Ова укажува дека сé е поврзано со концептот на пресметката на растојанието на блиските ѕвезди добиена преку триангулација. Доколку таа бројка е погрешна, тогаш сите последователни резултати за стапките на растојанија би биле погрешни.
Презентација за Гаја мисијата ]
Во 2013-тата година, Европската Вселенска Агенција, ја лансираше мисијата Гаја(Gaia). Оваа вселенска мисија претставува платформа која овозможува мерење на позицијата на блиски ѕвезди со огромна прецизност. Ова вселенско летало има многу мисии, а една од нив е 3D мапирањето на блиски делови од Млечниот Пат. Благодарејќи на ова, група на астрономи го имаат искористено овој сет на податоци со цел прецизно да го измерат растојанието до блиските Кефеиди. Следствено, со ова се добива и прецизно определување на моменталната стапка на ширење на универзумот, поточно 73.2 ± 1.3 км/с по мегапарсек, со степен на прецизност од 1.8%. Овој резултат го ставаме во споредба со претходно споменатиот резултат од 74.03 ± 1.42 км/с по мегапарсек, каде степенот на прецизност изнесува 1.9%. Дополнително, податоците од Гаја мисијата се очекува да постигнат прецизност од 1%.
Евидентно добиваме дека постои вистинска и значајна разлика меѓу директниот метод на мерење на моменталната стапка на експанзија на универзумот и стапката добиена преку моделот за предвидување заснован на почетоците на универзумот.
Доколку се осврнеме на податоците добиени со методот од минатото на космосот, кои маани би можеле да ги пронајдеме тука? Овој модел претпоставува дека општо прифатената теорија за еволуцијата на универзумот е точна. Сепак, има веројатност дека оваа теорија не вклучува некој засега непознат феномен. Да претпоставиме дека, на пример, за време на првите неколку милиони години од постоењето на универзумот имало период кога гравитацијата не ја успорувала експанзијата на универзумот, напротив, за краток момент истата ја забрзувала. Напросто кажано, доколку стапката на ширење на универзумот ја гледаме како кола, тогаш нешто можеби нагазило ,за краток период, на педалата за гас.
Ваква идеја за краток период за рано забрзување на експанзијата бара нова непозната физика и би наложила модификација на воспоставената теорија за еволуцијата на универзумот. Овој пример, засега не е универзално прифатен, но претставува едно објаснување за разликата добиена во резултатите од двата различни методи за стапката на ширење на универзумот.
Секако, научниците се обидуваат да пронајдат и други начини за мерење за стапката на ширење. На пример, иако традиционалниот начин за поставување на космичката скала е преку користење на променливите ѕвезди Кефеиди, постојат научници кои се обидуваат со различен пристап, како на пример пристапот со RR Lyrae тип на ѕвезди.
За сега, не знаеме како оваа дискрепанција во резултатите ќе биде разрешена, но очигледно е дека истата претставува причина за подлабоко проучување. Можеби, истата ќе испадне некоја банална концептуална грешка при некоја од анализите. Од друга страна пак, можеби укажува кон постоењето на дупки во нашиот модел за еволуцијата на универзумот. Засега, ќе почекаме за вистинскиот одговор.
Превод: Бојан Андоновски
Извор: forbes.com
