Το Σύμπαν «κοντράρει» τον… Γιουσέιν Μπολτ! Surprise! The Universe Is Expanding Faster Than Scientists Thought

Επεκτείνεται με ρυθμό ταχύτερο από ό,τι πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες. Illustration showing the three steps astronomers used to measure the universe's expansion rate to an unprecedented accuracy, reducing the total uncertainty to 2.4 percent. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Μια πολύ σημαντική και απρόσμενη ανακάλυψη έκαναν αμερικανοί αστρονόμοι, με την βοήθεια του διαστημικού τηλεσκοπίου «Hubble». Το σύμπαν επεκτείνεται με ρυθμό ταχύτερο -κατά 5% έως 7%- από ό,τι πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες.

Τα νέα δεδομένα

Hubble Space Telescope view of the galaxy UGC 9391, which contains Cepheid variable stars and supernovas that scientists studied to calculate a newly precise value for Hubble's constant. Credit: NASA, ESA, and L. Frattare (STScI)

Ο νέος υπολογισμός βασίζεται σε μετρήσεις των αποστάσεων από περίπου 2.400 άστρα σε 19 γαλαξίες. Οι νέες εκτιμήσεις έχουν μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ και μειώνουν μόνο στο 2,4% το ποσοστό αβεβαιότητας για τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος. Οι προσπάθειες συνεχίζονται για να κατέβει η αβεβαιότητα περαιτέρω στο 1%.

Με βάση τις νέες μετρήσεις, ο ρυθμός επέκτασης, γνωστός και ως «σταθερά του Χαμπλ», εκτιμάται ότι είναι 73,2 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά μεγαπαρσέκ (ένα μεγαπαρσέκ ισοδυναμεί με 3,26 εκατομμύρια έτη φωτός). Αυτό σημαίνει ότι οι κοσμικές αποστάσεις ανάμεσα στα ουράνια σώματα (και τη Γη) θα διπλασιασθούν σε 9,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι ενδείξεις και το αίνιγμα

This Hubble Space Telescope image shows Cepheid variable stars (circled in red) and a Type Ia supernova (blue “X”) in the galaxy UGC 9391. Astronomers studied these and other “cosmic yardsticks” to calculate how fast the universe is expanding. Credit: NASA, ESA, and A. Riess (STScI/JHU)

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον νομπελίστα Άνταμ Ρις του διαστημικού ινστιτούτου Space Telescope Science Institute και του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς στη Βαλτιμόρη, θα κάνουν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».

«Αυτή η αναπάντεχη ανακάλυψη μπορεί να μας δώσει σημαντικές ενδείξεις για να κατανοήσουμε αυτά τα μυστηριώδη τμήματα του σύμπαντος, που αποτελούν το 95% του παντός και δεν εκπέμπουν φως, όπως είναι η σκοτεινή ενέργεια, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ακτινοβολία», δήλωσε ο Άνταμ Ρις.

This animation shows the principle of the cosmic distance ladder used by Adam Riess and his team to reduce the uncertainty of the Hubble constant. Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

Όμως και η νέα εκτίμηση αποτελεί ένα αίνιγμα για τους επιστήμονες, καθώς διαφέρει σημαντικά από τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος που προκύπτει με βάση μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου μετά την «Μεγάλη Έκρηξη», τις οποίες έχουν κάνει ήδη οι δορυφόροι «Planck» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος και WMAP της NASA. Σύμφωνα με αυτές τις μετρήσεις, η «σταθερά του Χαμπλ» είναι 9% και 5% μικρότερη αντίστοιχα, σε σχέση με τις υπολογισμούς με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Hubble.

Όπως είπε ο νομπελίστας, η μεγάλη πρόκληση είναι να βρεθεί μια «γέφυρα» ανάμεσα στους διαφορετικούς υπολογισμούς. Τόνισε επίσης ότι μια εξήγηση για τον ταχύτερο ρυθμό του σύμπαντος είναι ότι η σκοτεινή ενέργεια απομακρύνει τους γαλαξίες μεταξύ τους με ακόμη μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι είχε υποτεθεί έως τώρα. Άλλες πιθανές εξηγήσεις είναι ότι η σκοτεινή ύλη διαθέτει περίεργα και απρόσμενα χαρακτηριστικά, ότι στο σύμπαν δρα μια σκοτεινή ακτινοβολία από ένα άγνωστο υποατομικό σωματίδιο ή ότι η γενική θεωρία σχετικότητας (βαρύτητας) του Αϊνστάιν δεν είναι πλήρης.

Πηγή: "A 2.4% Determination of the Local Value of the Hubble Constant," Adam G. Riess et al., 2016, to appear in the Astrophysical Journal, arxiv.org/abs/1604.01424