Ko smo odkrili, da se vesolje širi. Po tem je bil naslednji znanstveni korak določitev hitrosti ali hitrosti te širitve. Minilo je več kot 80 let, vendar se še vedno nismo strinjali s tem vprašanjem. Če pogledamo največje kozmične lestvice in preučimo najstarejše signale - zatemnitev Velikega poka in velike korelacije galaksij - smo dobili eno številko: 67 km / s / Mpc.
Toda če pogledamo posamezne zvezde, galaksije, supernove in druge neposredne kazalce, dobimo drugačno število: 74 km / s / Mpc. Negotovosti so zelo majhne: ± 1 k prvemu številu in ± 2 k drugemu številu, še vedno pa obstaja manjša statistična možnost, da bo ta številka usklajena med seboj. To protislovje bi moralo biti razrešeno že zdavnaj, vendar traja vse od prvega odkritja širitve vesolja.
Leta 1923 je Edwin Hubble z največjim svetovnim teleskopom iskal nove zvezde v drugih galaksijah. Verjetno ne bi bilo vredno reči »galaksije«, ker takrat človeštvo ni bilo prepričano v nebesne spirale. Med študijem največjega med njimi - M31, ki je danes znan kot Andromedina meglica - je videl prvo, nato pa drugo in tretjo novo. Toda četrti se je pojavil na istem mestu kot prvi, in to je bilo nemogoče, saj je za nove polnjenje potrebno več stoletij. Njegov novi se je pojavil čez manj kot en teden. Hubble je navdušeno prečrtal prvi napis "N", ki ga je napisal, in prepisal "VAR!" Spoznal je, da gre za spremenljivo zvezdo, in od takrat obstaja fizika spremenljivih zvezd. Hubble je znal izračunati razdaljo do Andromede. Pokazal je, da je točno zunaj Mlečne poti in je očitno galaksija. Bilo je najlepše opazovanje ene same zvezde v zgodovini astronomije.
Originalni LP Edwina Hubbleja razkriva spremenljivo naravo zvezde v Andromedi
Hubble je svoje delo nadaljeval z opazovanjem spremenljivih zvezd v številnih spiralnih galaksijah. Skupaj z njihovimi premikanimi spektralnimi črtami je začel opažati, da dlje kot je galaksija, hitreje se odmika od nas. Ne le da je odkril ta zakon - znan kot Hubblov zakon -, ki je prvi izmeril hitrost širitve: Hubblejev parameter. Število, ki ga je prejel, pa je bilo veliko. Zelo velik. Tako velik, da bi bil resničen, da bi se Big Bang zgodil pred dvema milijardama let. Očitno temu nihče ne bi verjel, saj imamo geološke dokaze, da je samo Zemlja stara več kot štiri milijarde let.
Sestavljena slika zahodne poloble Zemlje, stare več kot 4 milijarde let
Promocijski video:
Leta 1943 je astronom Walter Baade natančno opazoval spremenljive zvezde zunaj Mlečne poti in opazil nekaj neverjetno pomembnega: niso se vsi spremenljivi cefidi - vrsta, ki jo je Hubble uporabljal za določitev širitve vesolja - obnašali enako. Namesto tega sta bila dva različna razreda. In naenkrat se je izkazalo, da Hubblova stalnica sploh ni tako velika, kot se je Hubble odločil.
Meritve spremenljivih zvezd Walterja Baadeja v Andromedi so bile najpomembnejši dokaz obstoja dveh ločenih populacij cefeidov in so omogočile, da se parameter Hubble zmanjša na pomembnejšo vrednost
Namesto tega se je vesolje širilo počasneje, kar pomeni, da je trajalo dlje, da je doseglo trenutno stanje. Vesolje je prvič v starosti preseglo Zemljo in to je bilo dobro znamenje. Sčasoma so se nadaljnje izboljšave povečevale in Hubblejev sestavni del postopoma zmanjševal, medtem ko se je starost vesolja še naprej povečevala. Konec koncev se je starost celo najstarejših zvezd potopila s starostjo vesolja.
Kako so se ocene parametra Hubble sčasoma spreminjale
Zgodba se tu ne konča. Veste, zakaj je bil tako imenovan vesoljski teleskop Hubble? Pa ne zato, ker je dobila ime po Edwinu Hubblu, ki je odkril, da se vesolje širi. Bolj zato, ker je bilo njegovo glavno poslanstvo meriti Hubblejev parameter ali hitrost, s katero se vesolje širi. Pred lansiranjem teleskopa leta 1990 sta bila dva tabora, ki sta zagovarjala popolnoma različna vesolja: eno, ki ga je vodil Allan Sendage, in vesolje s hitrostjo širjenja 50 km / s / Mpc in starostjo 16 milijard let; drugi je pod vodstvom Gerarda de Vaucouleurja in vesolja s hitrostjo širjenja 100 km / s / Mpc in starostjo manj kot 10 milijard let. Ta dva tabora sta bila prepričana, da nasprotna taborišča delajo sistematične napake pri svojih meritvah in da ni nobene srednje sredine. Glavni znanstveni cilj vesoljskega teleskopa Hubble je bil izmeriti hitrost širjenja enkrat za vselej.
In to dosegel. 72 ± 8 km / s / Mpc je bil končni rezultat projekta. Danes je še manj napak ali netočnosti, prav tako tudi napetost med obema različnima metodama. Če pogledate vesolje na največje lestvice, nihanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja in barionskih zvočnih nihanj v grozdu galaksij, dobite manjše število: 67 km / s / Mpc. Rezultat sicer ni najbolj ugoden, vendar so višje vrednosti povsem možne.
Če pogledate neposredne meritve posameznih zvezd v naši galaksiji, nato pa iste razrede zvezd v drugih galaksijah, nato pa še supernove, ki presegajo to, dobite višjo vrednost: 74 km / s / Mpc. Toda sistematična napaka pri meritvah bližnjih zvezd, celo nekaj odstotna napaka, bi lahko to število znatno zmanjšala celo na najnižjo predlagano vrednost. Ker misija ESA Gaia še naprej meri paralakso z izjemno natančnostjo milijarde zvezd v naši galaksiji, se lahko ta napetost razreši sama.
Danes hitrost razširitve Hubbleja poznamo precej natančno, zdi se, da dva različna načina pridobivanja dajeta nasprotujoče si vrednosti. Trenutno se dogaja veliko različnih dimenzij, vsak tabor poskuša dokazati svoj primer in poiskati napake drugega. In če nas je zgodovina česar koli naučila, lahko rečemo, da se bomo, prvič, naučili nekaj novega in zanimivega o naravi našega Vesolja, ko se bo to vprašanje rešilo, in drugič, tega spora o stopnji širitve očitno ne bo zadnji.
ILYA KHEL