Czy Wszechświat rozszerza się szybciej, niż przewiduje teoria? Nowe dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba biorą na tapet tzw. napięcie Hubble'a – to rozbieżność między obliczeniami a rzeczywistymi pomiarami tempa ekspansji Wszechświata. Wyniki potwierdzają pomiary dokonane wcześniej przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a, co oznacza, że naukowcy muszą traktować ów problem bardzo poważnie.
Zagadnienie tempa ekspansji Wszechświata jest niezmiernie ważne dla kosmologii. Stała Hubble'a określa, jak szybko oddalają się od siebie galaktyki. Pomiary Hubble'a i Webba sugerują wartości rzędu 72-73 km/s/Mpc, podczas gdy obowiązujący model przewiduje około 67-68 km/s/Mpc. Różnica może wydawać się nieznaczna, ale w skali Wszechświata jest kolosalna i wskazuje, że nasza wiedza o kosmosie nie jest kompletna. Co sprawia, że obliczenia nie zgadzają się z tym, jak to rzeczywiście wygląda?
Eksperci wskazują, że potwierdzenie przez Webba wyników Hubble'a wyklucza możliwość błędów pomiarowych. Naukowcy przebadali wiele galaktyk, w tym NGC 4258, używając gwiazd zmiennych i czerwonych olbrzymów do kalibracji odległości. Wszystkie metody wskazują, że problem napięcia Hubble'a jest realny. Nie jest to ani błąd w trakcie pomiarów, ani mankament analizy danych.
Naukowcy zastosowali trzy różne metody pomiaru odległości do galaktyk. Po pierwsze, użyto gwiazd zmiennych, których pulsacje pozwalają precyzyjnie określić ich jasność absolutną i na tej podstawie wyliczyć odległość. Ponadto przeanalizowano czerwone olbrzymy oraz gwiazdy bogate w węgiel. Wysoka zgodność pomiarów wykonanych przy użyciu różnych metod dodatkowo potwierdza, że różnica w wartościach stałej Hubble’a wynika z rzeczywistych warunków, a nie błędów w obserwacji.
Jeśli nasz model Wszechświata nie zgadza się z obserwacjami, to może oznaczać istnienie nowych, nieznanych nam wcześniej faktów, które wpływają na tempo ekspansji kosmosu. Jednym z możliwych wyjaśnień jest tzw. wczesna ciemna energia, która mogła wpływać na rozszerzanie się Wszechświata w początkowych fazach jego rozwoju. Innymi hipotezami są egzotyczne cząstki, zmieniająca się masa elektronów lub pierwotne pola magnetyczne. Nasza wiedza o naturze ciemnej energii i materii może być niepełna, a być może nawet błędna.
Czytaj również: Webb „złapał” ogromną supernową. Tak wielkiej jeszcze nie było
Sugeruje się nawet, że rozwiązanie problemu napięcia Hubble’a może prowadzić do odkrycia nowych sił fizycznych, które obecnie nie są uwzględniane w standardowym modelu kosmologii. Możliwe też, że wczesny Wszechświat mógł mieć inne właściwości, niż obecnie zakładamy, co zmusza nas do wtórnych analiz fundamentalnych zasad rządzących ewolucją kosmosu.
Wnioski płynące z badań teleskopu Jamesa Webba i Hubble’a mają ogromne znaczenie dla przyszłych misji w kosmosie. Potrzebne będą kolejne precyzyjne pomiary odległości do jeszcze dalszych galaktyk, aby sprawdzić, czy napięcie Hubble’a utrzymuje się w różnych częściach Wszechświata. Ogromnie ważne będą też obserwacje pierwszych galaktyk powstałych po Wielkim Wybuchu, które dostarczą ludzkości informacji o ewolucji kosmosu w jego najwcześniejszych momentach.
Napięcie Hubble'a jest jednym z największych wyzwań współczesnej kosmologii. Odkrycia Webba potwierdzają to, co odkryliśmy już wcześniej i wskazują, że czeka nas zapewne rewolucja w znanych nam prawach rządzących Wszechświatem. Być może czeka nas skonstruowanie nowych modeli ekspansji Wszechświata lub inne, fascynujące odkrycia. Oby tak było.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
