Jak pamiętacie, w tym tygodniu w świecie fizyki i astronomii ktoś wystrzelił z armaty: być może ekspansja wszechświata nie przyspiesza. W doniesieniach naukowych czasopisma Nature pojawił się artykuł, częściowo obalający podstawowe obserwacje, które doprowadziły do współczesnego poglądu, że ciemna energia przyspiesza wszechświat. Oczywiście od razu zdecydowaliśmy się porzucić ten dziwny, niezrozumiały i nieuchwytny pomysł. I spieszyli się.
Słynny amerykański astrofizyk Adam Riess, który wraz z kolegami odebrał Nagrodę Nobla, przemawiał w obronie ciemnej energii, wiecie co? „Za odkrycie przyspieszonej ekspansji Wszechświata poprzez obserwację odległych supernowych”. Opublikowałem notatkę w Scientific American. Dalej od pierwszej osoby.
Po przeczytaniu tego artykułu jesteś pewien, że nie ma potrzeby zmiany naszego obecnego rozumienia wszechświata. Cała ta praca nieznacznie zmniejsza naszą wiarę w to, co wiemy - ale także to, odrzucając dane kosmologiczne, na których zbudowano nasze zrozumienie. Ignoruje również ważne szczegóły w danych, na które patrzy. I nawet poza tymi kwestiami nagłówki i tak są błędne. Z badania wynika, że obecnie mamy tylko 99,7% pewności, że Wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie, ale jest mało prawdopodobne, aby oznaczało to, że „nie przyspiesza”.
Pierwotnego odkrycia, że wszechświat rozszerza się w coraz szybszym tempie, dokonały dwa zespoły astronomów w 1998 roku, używając supernowych typu Ia jako kosmicznych przyrządów pomiarowych. Supernowe - eksplodujące gwiazdy - to jedne z najpotężniejszych eksplozji w kosmosie, odpowiadające miliardowi miliardów bomb atomowych eksplodujących jednocześnie. Typ Ia to specjalny rodzaj supernowej, która w przeciwieństwie do innych supernowych za każdym razem eksploduje z tą samą jasnością, prawdopodobnie osiągając granicę masy krytycznej. To podobieństwo oznacza, że różnice w ich obserwowanej jasności prawie zawsze zależą od tego, jak daleko się znajdują. Dlatego są idealne do pomiaru odległości kosmicznych. Ponadto obiekty te są stosunkowo powszechne i tak jasne, że widzimy je miliardy lat świetlnych od nas. Widzimy, jak wyglądał wszechświat miliardy lat temu i możemy to porównać z tym, jak wygląda teraz.
Te supernowe są często określane jako „standardowe świece” ze względu na ich konsystencję, ale dokładniej są to „znormalizowane świece”, ponieważ w praktyce ich dokładność można poprawić i poprawić, biorąc pod uwagę niewielkie różnice w ich wybuchach, obserwując, jak długo trwa eksplozja i jaki jest kolor supernowa rumieni się z powodu pyłu między nami a nimi. Poszukiwanie sposobu na dokładniejsze poprawki doprowadziło do odkrycia przyspieszającego Wszechświata.
Ten ostatni dokument, który wywołał szum medialny, wykorzystywał katalog supernowych typu Ia opracowany przez społeczność (w tym nas), który był analizowany wiele razy wcześniej. Jednak autorzy zastosowali inną metodę uwzględniania poprawek - i uważamy, że podważa to wiarygodność ich wyników. Sugerują, że średnie właściwości supernowych z każdej próbki użytej do pomiaru historii ekspansji są takie same, chociaż już wykazano, że są różne, a analizy z przeszłości wyjaśniły te różnice. Jednak nawet ignorując te różnice, doszli do wniosku, że szansa na przyspieszenie rozszerzania się wszechświata wynosi około 99,7%.
Ponadto zdecydowana większość astronomów uważa, że wszechświat rozszerza się teraz szybciej niż miliardy lat temu, a potwierdzają to nie tylko pomiary supernowych. Obejmuje to drobne fluktuacje reliktowej poświaty Wielkiego Wybuchu (kosmiczne mikrofalowe tło) i współczesny ślad tych fluktuacji w rozmieszczeniu galaktyk wokół nas (tak zwane barionowe oscylacje akustyczne). Niniejsze badanie pomija również obecność znacznych ilości materii we wszechświecie, potwierdzaną wielokrotnie i na różne sposoby od lat siedemdziesiątych XX wieku. Inne dane pokazują, że wszechświat rozszerza się niezależnie od supernowych. Jeśli połączymy inne obserwacje z danymi z supernowych, otrzymamy nie 99,99 procent pewności, ale 99,99999 procent. Na pewno.
Film promocyjny:
Teraz wiemy, że ciemna energia, która naszym zdaniem powoduje przyspieszenie rozszerzania się wszechświata, stanowi 70% wszechświata, a reszta to materia. Natura ciemnej energii pozostaje jedną z największych tajemnic astrofizyki. Ale nie ma aktywnej debaty na temat istnienia ciemnej materii i nikt już nie dyskutuje o przyspieszeniu ekspansji, ponieważ ten obraz utrwalił się dziesięć lat temu.
Istnieje wiele nowych, ważnych badań, zarówno na Ziemi, jak iw kosmosie, z najwyższym priorytetem w ciągu następnych dwudziestu lat, aby dokładnie określić, czym może być ta ciemna energia. Na tym etapie musimy nadal udoskonalać nasze pomiary i kwestionować nasze założenia. Chociaż ta ostatnia praca nie obala żadnych teorii, to bardzo dobrze, że możemy zatrzymać się na chwilę i przypomnieć nam, jak duże pytania próbujemy rozwiązać, w jaki sposób doszliśmy do naszych obecnych wniosków i jak poważnie powinniśmy przetestować każdą cegłę naszego zrozumienia.
ILYA KHEL