Νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb δείχνουν ότι οι προηγούμενες μετρήσεις του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος μπορεί να ήταν λανθασμένες , ανανεώνοντας τη συζήτηση για ένα από τα πιο αμφιλεγόμενα ζητήματα στην αστροφυσική.
Τι καταδεικνύουν νέα ευρήματα
Σύμφωνα με νέα ευρήματα από το κορυφαίο διαστημικό παρατηρητήριο της NASA, οι αποκλίσεις στις προηγούμενες μετρήσεις του ρυθμού διαστολής του σύμπαντος μπορεί να οφείλονταν σε συστηματικά σφάλματα. Αυτή η ανακάλυψη δυνητικά αμφισβητεί εναλλακτικές θεωρίες που προσβλέπουν στη νέα φυσική για να εξηγήσουν τέτοιες αποκλίσεις.
Οι προηγούμενες μετρήσεις έχουν αποκαλύψει αποκλίσεις μεταξύ του τι προβλέπουν τα μοντέλα για τον ρυθμό της διαστολής, με βάση την κατανόησή μας για την εξέλιξη του σύμπαντος και τις πραγματικές μετρήσεις της επέκτασής του με την πάροδο του χρόνου.
Αυτές οι μετρήσεις βασίζονται κυρίως σε παρατηρήσεις κοντινών γαλαξιών και προβλέψεις που προέρχονται από μελέτες της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB), που είναι η «ακτινοβολία λειψάνων» που έμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Το ζήτημα αυτό αφορά την αναντιστοιχία που επικρατεί στις θεωρίες μεταξύ της έντασης Hubble*.
Μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος
Σύμφωνα με μετρήσεις που βασίζονται στο CMB, ο ρυθμός διαστολής του σύμπαντος είναι επί του παρόντος περίπου 67 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec (km/s ανά Mpc). Ωστόσο, αυτές οι τιμές είναι υψηλότερες όταν εξετάζουμε άμεσες παρατηρήσεις κοντινών γαλαξιών, οι οποίοι αποδίδουν ρυθμό κοντά στα 72 km/s ανά Mpc.
Αυτή η διαφορά των πέντε km/s μπορεί να φαίνεται μικρή σε κάποιους, αλλά βρίσκεται στο επίκεντρο της διαμάχης της σταθεράς του Hubble για πολλά χρόνια. Αυτό έχει κάνει ορισμένους αστροφυσικούς να προτείνουν επανεξέταση της κατανόησής μας για το σύμπαν.
Ωστόσο, τα νέα δεδομένα που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επίλυση αυτού του επίμονου κοσμολογικού παζλ, υποδεικνύοντας ότι ζητήματα που αφορούν μετρήσεις αποστάσεων σε κοντινούς γαλαξίες θα μπορούσαν να βρίσκονται στην καρδιά του προβλήματος και όχι στη φυσική πέρα από το καθιερωμένο μοντέλο.
Νέα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb
Τα νέα δεδομένα από το τηλεσκόπιο James Webb αναλύθηκαν πρόσφατα από μια ομάδα αστρονόμων υπό την καθοδήγηση της Wendy Freedman από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, αποκαλύπτοντας μια πιθανή εναλλακτική εξήγηση για τις αποκλίσεις στη μέτρηση της σταθεράς του Hubble. Μετρώντας την απόσταση σε δέκα κοντινούς γαλαξίες με διάφορες μεθόδους, όπως οι μεταβλητοί αστέρες Κηφείδες και οι φωτεινότεροι κόκκινοι γίγαντες, η ομάδα της Freedman βρήκε ότι οι τελευταίες δύο μέθοδοι ήταν στενά ευθυγραμμισμένες, αλλά διέφεραν από τις μετρήσεις με τους Κηφείδες κατά 2,5% έως 4%.
Με βάση αυτά τα ευρήματα, η ομάδα υπολόγισε μια τιμή της σταθεράς του Hubble κοντά στα 70 km/s ανά Mpc, η οποία είναι συνεπής με προηγούμενες μετρήσεις που βασίζονται σε παρατηρήσεις του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου (CMB). Αυτό το αποτέλεσμα υποδεικνύει ότι ίσως υπήρχε συστηματικό σφάλμα στις προηγούμενες μετρήσεις.
Η Freedman και η ομάδα της υποστηρίζουν ότι οι θεωρίες που περιλαμβάνουν νέα φυσική για να εξηγηθεί η διαφορά στις μετρήσεις θα πρέπει να ανασταλούν μέχρι να εντοπιστεί με μεγαλύτερη βεβαιότητα η πηγή της πιθανής ασυμφωνίας. Παρά τα νέα ευρήματα, η διαμάχη για την ένταση του Hubble δεν έχει ακόμη επιλυθεί πλήρως.
Περιπλέκοντας το ζήτημα, άλλη έρευνα που βασίζεται επίσης σε δεδομένα του Webb, όπως αυτή της ομάδας SH0ES από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins με επικεφαλής τον Adam Riess, έχει καταλήξει σε ακόμη υψηλότερη τιμή για τη σταθερά του Hubble, φτάνοντας στα 73 km/s ανά Mpc με προστιθέμενη ακρίβεια 1,4%. Ως εκ τούτου, θα απαιτηθεί περισσότερη δουλειά για να επιλυθεί πλήρως αυτή η διαμάχη.
«Έχουμε καλύψει όλο το εύρος όσων παρατήρησε το Hubble», είπε ο Reiss νωρίτερα αυτό το έτος , συγκρίνοντας τα ευρήματα της ομάδας του με προηγούμενα δεδομένα του Hubble, «και μπορούμε να αποκλείσουμε ένα σφάλμα μέτρησης ως την αιτία της έντασης του Hubble με πολύ μεγάλη σιγουριά. .»
*Σταθερά / Ένταση Hubble: Το σύμπαν διαστέλλεται. Η ταχύτητα με την οποία συμβαίνει αυτό περιγράφεται από τη λεγόμενη σταθερά Hubble-Lemaître. Ωστόσο, υπάρχει διαμάχη για το μέγεθος αυτής της σταθεράς: Διαφορετικές μέθοδοι μέτρησης παρέχουν αντιφατικές τιμές. Αυτή η λεγόμενη «ένταση Hubble» αποτελεί αίνιγμα για τους κοσμολόγους. Ερευνητές από τα Πανεπιστήμια της Βόννης και του St. Andrews προτείνουν τώρα μια νέα λύση: Χρησιμοποιώντας μια εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας, η διαφορά στις μετρημένες τιμές μπορεί να εξηγηθεί εύκολα—η ένταση Hubble εξαφανίζεται. Η μελέτη έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
