Нешто не е во ред. Една од најголемите загатки во современата космологија. " Hubble tension " (напнатоста околу Хабловата константа).
  Објавено на
share

 

Нешто не е во ред.

Проблемот во космологијата (Hubble tension) е едноставно кажано: универзумот се шири побрзо отколку што нашата најдобра теорија предвидува.
 
Една од најголемите загатки во современата космологија.

Hubble tension "

(напнатоста околу Хабловата константа).

 Image

 

 Научниците веќе долго време се обидуваат да дознаат колку брзо се шири универзумот денес. Оваа брзина се вика Хаблова константа (или HS20;) и се мери во километри во секунда на мегапарсек – едноставно кажано, колку побрзо галаксиите се оддалечуваат една од друга колку се подалеку.

JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample  Explains Differences in JWST Estimates of Local H 0 - IOPscience

 

Проблемот е што постојат два главни начини да се измери оваа брзина, а тие даваат различни резултати. Едниот начин гледа многу далеку назад во времето, кон самиот почеток на универзумот, преку космичкото позадинско зрачење – тоа е како ехо од Големиот Банг. Овој метод вели дека универзумот се шири со околу 67 километри во секунда на мегапарсек. Другиот начин мери директно во нашиот „соседство“, во блискиот универзум, користејќи ѕвезди наречени Цефеиди (кои пулсираат со предвидлива светлина) и експлозии на ѕвезди наречени супернови од тип Ia (кои се како стандардни свеќи со позната светлина). Овој „локален“ метод, особено со податоците од Хабл телескопот, дава околу 73 километри во секунда на мегапарсек.  Разликата изгледа мала, но е статистички многу значајна – поголема од 5 сигма, што значи дека не е случајна грешка. Ова се вика Hubble tension и многумина мислат дека може да значи дека нешто фундаментално не ни разбираме во физиката на универзумот.
 
Сега доаѓа James Webb Space Telescope (JWST), најмоќниот телескоп што некогаш го имаме, кој гледа многу појасно и подлабоко од Хабл, особено во инфрацрвено. Многумина се надеваа дека JWST ќе покаже дека едниот од двата методи има грешка – на пример, дека Цефеидите на големи растојанија се мерат неточно со Хабл поради „натрупување“ на ѕвезди во сликите или некоја друга систематска грешка.Тимот предводен од Адам Рис (нобеловец и еден од најголемите експерти за ова) ја анализираше првата серија податоци од JWST. Тие ги споредија мерењата на растојанија до истите галаксии направени со Хабл и со JWST. Резултатот? Разликите се многу мали – само околу 0,03 магнитуди (единица за светлина), додека за да исчезне напнатоста би требале да бидат околу 0,18 магнитуди. Со други зборови, JWST ги потврдува мерењата на Хабл со огромна точност.
 
The JWST Looked Over the Hubble's Shoulder and Confirmed that the Universe  is Expanding Faster - Universe Today
 
Тие проверија и други методи со JWST, како TRGB (црвени џинови на врвот на граната) и JAGB (ѕвезди од јаглерод), и сите даваат слични резултати. Кога ги споиле сите податоци од JWST (16 супернови во галаксии на растојание помало од 25 мегапарсеци), добија вредност од околу 72,6 ± 2,0 km/s/Mpc – речиси идентично со она што го предвидува Хабл за истите галаксии (72,8).Зошто тогаш некои други тимови со JWST добија малку помали вредности? Затоа што користеле помали и различно избрани примероци од галаксии и супернови. Кога примерокот е мал, резултатите можат многу да варираат само поради случајност – како да фрлиш монета неколку пати и да добиеш повеќе глави отколку што очекуваш. Со поголем примерок, вредностите се враќаат кон просекот. Затоа малите примероци со JWST моментално ја намалуваат „видливата“ напнатост, но не затоа што проблемот исчезнал, туку затоа што статистиката е послаба.
 
Заклучокот е јасен: JWST не ја отстранува Hubble tension – напротив, ја потврдува дека мерењата од Хабл се точни и робусни. Напнатоста останува вистинска и веројатно значи дека во нашата сегашна слика за универзумот (моделот ΛCDM) недостасува нешто важно – можеби нова физика, различна темна енергија, или нешто што се случило многу рано по Големиот Банг. За да се реши целосно, ќе ни требаат уште многу повеќе податоци од JWST, но веќе сега е јасно дека проблемот не е во грешка на инструментите – тој е длабоко во самата природа на универзумот.
 
Што точно недостасува? Најверојатно една од овие три работи (или комбинација):
  1. Нешто ново во раниот универзум (најпопуларно сценарио во моментов). На пример, краток „удар“ на рана темна енергија (early dark energy) веднаш по Големиот Банг, кој го направил универзумот малку поголем/побрз во почетокот, па денес изгледа дека се шири побрзо. Или некои нови честички, стерилни неутриноа, примордијални магнетни полиња итн. Ова го менува „sound horizon“ (скалата на флуктуациите во CMB) и го помирува со локалните мерења.
  2. Темната енергија не е константна (како што ΛCDM претпоставува). Можеби се менува со времето (evolving dark energy), па ширењето се забрзувало различно. Нови податоци од DESI (2025) навестуваат дека темната енергија можеби не е фиксна, што ја зголемува напнатоста наместо да ја решава.
  3. Нашето разбирање за темната материја или гравитацијата е непотполно на големи скали. Можеби модифицирана гравитација, или локални ефекти (како што сме во некоја „празнина“ во универзумот, што го прави локалното ширење да изгледа побрзо).

Зошто не е само грешка во мерењето? Затоа што во 2024–2026 JWST ги потврди мерењата на Hubble, нови мапи (ACT, DESI) ја зацврстија раната страна на 67, а независни методи (леќење, мега-мазери) ја потврдуваат страната од 73. Напнатоста не исчезнува, туку се зајакнува.

 

JWST's first triple-image supernova could save the Universe - Big Think
New JWST lens survey: can it save the expanding Universe? - Big Think



КОМЕНТАРИ




Copyright Jadi Burek © 2013 - сите права се задржани