Visata plečiasi – faktas. Tai būtų pusė bėdos, tačiau ji plečiasi greitėdama. Lyg to būtų maža, kosmologai nesutaria dėl plėtimosi greitėjimo, kas reiškia nesutarimą ir dėl Visatos amžiaus! Visiškai naujas matavimas ne tiek sumažina neapibrėžtumą, kiek dar labiau pabrėžia naujo požiūrio ir naujos fizikos poreikį.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Oregono universiteto fizikų vadovaujamas tyrimas pertvarko atstumo skaičiavimo techniką, sukurtą, remiantis empiriniais stebėjimais.
Naudodama žinomus 50-ies galaktikų atstumus nuo Žemės patikslinti Hablo konstantos skaičiavimus, Oregono universiteto astronomų vadovaujama tyrimų komanda iš naujo įvertino visatos amžių – 12,6 milijardai metų.
Visatą sukūrusio Didžiojo Sprogimo datos vertinimas remiasi matematika ir kompiuteriniu modeliavimu, naudojant seniausių žvaigždžių atstumo vertinimus, galaktikų elgseną ir visatos plėtimosi tempą. Iš esmė, skaičiuojama, kiek laiko truktų visiems objektams grįžti į pačią pradžią.
Datos nustatymui svarbiausia yra Hablo konstanta, pavadinta Edwino Hubble'o, kuris pirmasis paskaičiavo visatos plėtimosi tempą 1929 metais, garbei. Kita neseniai panaudota technika – DS likutinio spinduliavimo matavimas. Jame žymu erdvėlaikio įdubimai ir vinguriavimai — kosminio mikrobangų fono (KMF) — ir atspindimos ankstyvos visatos sąlygos, kurias apibrėžia Hablo konstanta.
Tačiau šiais metodais gaunami rezultatai skiriasi, pažymėjo Oregono universiteto fizikos profesorius James Schombert. Šių metų liepą Astronomical Journal publikuotame straipsnyje, jis su kolegomis atskleidžia naujus, nepriklausomu nuo Hablo konstantos atstumo matavimo būdu – barioniniu Tully-Fisher santykiu – paremtus skaičiavimus.
„Atstumo matavimo problema, kaip žinia, neįtikėtinai sudėtinga, nes atstumai tarp galaktikų yra didžiuliai, o ženklai, kuriais remiantis, atstumus galima būtų išmatuoti, yra blankūs ir juos sukalibruoti sunku“, – paaiškino Schombertas.
Schomberto komanda perskaičiavo Tully-Fisher būdu, pasinaudodami tiksliai nustatytais 50 galaktikų atstumais kaip atraminiais taškais, nustatant atstumus iki kitų 95 galaktikų. Jis pabrėžė, kad visata aprašoma lygtimis išreiškiamomis matematinių modelių serijomis. Naujasis būdas tiksliau atsižvelgia į galaktikų masę ir sukamuosius galaktikų nukrypimus ir paverčia tas lygtis tokiais skaičiais kaip amžius ir plėtimosi sparta.
Jo komandos nustatyta Hablo konstantos vertė — visatos plėtimosi sparta — yra 75,1±2,3 kilometrai per sekundę megaparsekui. Megaparsekas, matavimo vienetas, plačiai naudojamas kosminiuose matavimuose, yra lygus milijonui parsekų. Parsekas yra maždaug lygus 3,3 šviesmečiams.
Komanda rašo, kad visos Hablo konstantos reikšmės, mažesnės už 70, gali būti atmestos su 95 procentų užtikrintumu.
Tradicinės matavimo technikos, naudotos pastaruosius 50 metų, H₀ reikšmę nustatė 75, tačiau KMF fonas rodo 67. KMF technika gaunamas rezultatas, nors ir paremtas kitokiomis prielaidomis ir kompiuterinėmis simuliacijomis, irgi turėtų būti toks pats, sako jis.
„Įtampa šioje srityje kyla dėl fakto, kad šie vertinimai nesutampa, – sako Schombertas. – Šis skirtumas gerokai didesnis už stebėjimo paklaidas ir sukėlė nemenką trintį kosmologų bendruomenėje.“
2013 metais NASA Wilkinson mikrobangų anizotropijos zondo (Microwave Anisotropy Probe) stebėjimais paremti skaičiavimai nustatė visatos amžių kaip 13,77 milijardai metų, kuris kol kas reprezentuoja standartinį Didžiojo Sprogimo kosmologijos modelį. Remiantis skirtingomis technikomis gautomis skirtingomis Hablo konstantos reikšmėmis, visatos amžius yra nuo 12 milijardų iki 14,5 milijardų metų.
Naujasis tyrimas, iš dalies pagrįstas Spitzer kosminio teleskopo stebėjimais, prideda naują Hablo konstantos skaičiavimo būdą, pateikdamas visiškai empirinį atstumų iki galaktikų matavimo metodą, naudojantį tiesioginius stebėjimus, pabrėžė Schombertas.
„Mūsų gautas rezultatas yra artimas didžiausioms skirtingų kosmologijos mokyklų reikšmėms, kas rodo, kad mūsų supratimas apie visatos fiziką nėra išsamus, ir ateityje reikia tikėtis naujos fizikos“, – sakė jis.
University of Oregon / scitechdaily.com
Nuoroda: „Using the Baryonic Tully–Fisher Relation to Measure H₀“ by James Schombert, Stacy McGaugh and Federico Lelli, 17 July 2020, Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/ab9d88
