Vesmír se rozpíná o 9 % rychleji, než astronomové předpokládali

Měření rychlosti současného rozpínání vesmíru neodpovídá hodnotě, která byla očekávána na základě toho, jak vesmír vypadal krátce po Velkém třesku před 13 miliardami roků. Astronomové na základě využití Hubbleova kosmického teleskopu HST podstatně snížili pravděpodobnost, že tato nesrovnalost je určena chybně. Neshoda panuje mezi současnou rychlostí rozpínání vesmíru změřenou pomocí HST a rychlostí rozpínání vesmíru změřenou družicí Planck provozovanou ESA, která studovala podmínky panující v mladém vesmíru zhruba 380 000 roků po Velkém třesku.

Několik let astronomové předpokládali, že tento nesoulad existuje v důsledku určitých přístrojových či pozorovacích chyb. Jak astronomové pokračovali pomocí HST ve zmenšování odchylek v přesnosti svých měření, nesouhlas mezi hodnotami obou měření neústupně zůstával. Tato doposud nejpřesnější data z měření pomocí HST podpořila myšlenku, že budeme potřebovat novou fyziku k vysvětlení těchto nesrovnalostí.

„Rozpor v rozpínání mezi raným a současným vesmírem může být nejvíce vzrušujícím výzkumem v kosmologii za uplynulé desetiletí,“ říká nositel Nobelovy ceny a hlavní vedoucí projektu profesor Adam Ries ze Space Telescope Science Institute (STSI) a Johns Hopkins University (JHU).

Nový odhad Hubbleovy konstanty je 74,03 kilometrů za sekundu na megaparsek (km/s/Mpc). To znamená, že na každých 3,3 miliónu světelných roků vzdálenosti se galaxie od nás vzdalují rychlostí o 74,03 km/s rychleji jako důsledek rozpínání vesmíru.

Uvedené číslo ukazuje, že se vesmír rozpíná o 9 % rychleji, než vyplývá z měření evropské družice Planck, která studovala mladý vesmír. Podle jejích měření činí hodnota Hubbleovy konstanty „pouze“ 67 kilometrů za sekundu na megaparsek.

„Tento nesoulad narůstal a nyní dosáhl bodu, který skutečně není možné označit jako chybu měření. Tato rozdílnost se nemůže věrohodně vyskytnout jako náhoda,“ říká profesor Ries.

Vědecký tým analyzoval světlo 70 proměnných hvězd typu cefeid v nejbližší satelitní galaxii známé jako Velké Magellanovo mračno (Large Magellanic Cloud – LMC). Podle nejnovějších výpočtů je vzdálené 162 000 světelných roků.

Protože tyto hvězdy periodicky zjasňují a pohasínají předvídatelným způsobem, periody těchto změn nám dávají informaci o jejich svítivosti a z toho plynoucí vzdálenosti.  Proto je astronomové využívají jako kosmické milníky.

Adam Riess se svými spolupracovníky použil efektivní pozorovací techniku nazvanou DASH (Drift And Shift) při použití Hubbleova kosmického teleskopu HST při pořizování snímků jasných hvězd. Závěry byly zkombinovány s pozorováním uskutečněným v rámci projektu Araucaria Project, který probíhal ve spolupráci mezi astronomy z Evropy, Chile a USA za účelem změření vzdálenosti Velkého Magellanova oblaku na základě pozorování poklesu světla v případě, kdy jedna hvězda zastiňuje druhou při přechodu před svým průvodcem v binárním systému.

K vysvětlení uvedené nesrovnalosti byly navrženy různé scénáře, avšak přesto nemáme rozhodující odpověď. Neviditelná forma hmoty, tzv. temná (nebo skrytá) hmota může interagovat mnohem silněji s obyčejnou hmotou, než se astronomové doposud domnívali. Nebo možná temná energie – doposud neznámá forma energie, která prostupuje celý vesmír – je zodpovědná za zrychlující rozpínání vesmíru.

Protože astronomové neznají odpověď na tuto nepochopitelnou nesrovnalost, mají v úmyslu pokračovat v používání HST ke zmenšení nejistoty měření Hubbleovy konstanty a doufají, že se jim podaří tuto nejistotu snížit pod 1 %.

Závěry astronomického zkoumání byly publikovány v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/universe-expanding-faster-07131.html; https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/mystery-of-the-universe-s-expansion-rate-widens-with-new-hubble-data a https://scitechdaily.com/important-threshold-crossed-in-mystery-of-the-universes-expansion-rate/

autor: František Martinek