I et nyligt indlæg skrev jeg om en undersøgelse, der argumenterede for, at mørk energi ikke er nødvendig for at forklare de røde forskydninger fra fjerne supernovaer. Jeg nævnte også, at vi ikke burde udelukke mørk energi endnu, fordi der er flere uafhængige mål for kosmisk ekspansion, som ikke kræver supernovaer. Det er helt sikkert, at en ny undersøgelse har målt den kosmiske ekspansion uden alt det der mumlede med supernovaer. Undersøgelsen bekræfter mørk energi, men det rejser også et par spørgsmål.
I stedet for at måle supernovas lysstyrke, ser denne nye undersøgelse på en effekt kendt som gravitationslinsering. Da tyngdekraften er en krumning af rum og tid, afbøjes en lysstråle, når den passerer nær en stor masse. Denne effekt blev først observeret af Arthur Eddington i 1919 og var en af de første bekræftelser af generel relativitet.
Nogle gange sker denne effekt på en kosmisk skala. Hvis en fjern supernova er langt bag en galakse, bøjes lyset fra kvasaren omkring forgrundens galakse, hvilket skaber flere billeder af kvasaren. Det er denne gravitationslinsering af fjerne kvasarer, der var i fokus i denne nye undersøgelse.
Så hvordan måler dette den kosmiske ekspansion? Hvert linsebillede af en kvasar nær en galakse er produceret af lys, der rejste en anden sti rundt om galaksen. Nogle stier er længere og andre er kortere. Så tager lyset fra kvasaren en anden mængde tid at nå os. Kvasarer producerer ikke kun en jævn strøm af lys, men flimrer snarere lidt over tid. Ved at måle flimmeren på hvert linset quasarbillede målte holdet tidsforskellen på hver sti og dermed afstanden for hver sti.
Når man kender afstanden til hver billedsti, kunne teamet derefter beregne størrelsen på galaksen. Det er anderledes end dets tilsyneladende størrelse. Da universet ekspanderer, strækkes billedet af galaksen på vej til os, så galaksen ser ud til at være større end den faktisk er. Ved at sammenligne den tilsyneladende størrelse af galaksen med dens faktiske størrelse som beregnet af den linsede kvasar, ved du, hvor meget kosmos har udvidet. Holdet gjorde dette med masser af linsede kvasarer og var i stand til at beregne hastigheden for den kosmiske ekspansion.
Kosmisk ekspansion udtrykkes typisk ved Hubble-konstanten. Denne seneste forskning fik en værdi af 74 (km / s) / Mpc for Hubble-konstanten, som bare er lidt højere end supernovaemålinger. I betragtning af usikkerhedsområdet er supernova- og linseforanstaltningerne enige.
Men disse målinger stemmer ikke overens med andre mål, såsom dem fra den kosmiske mikrobølgebakgrund, der giver en værdi omkring 67 (km / s) / Mpc. Dette er et enormt problem. Vi har nu flere mål for Hubble-konstanten ved hjælp af helt uafhængige metoder, og de er ikke enige. Vi bevæger os ud over det såkaldte Hubble spænding til direkte modsigelse.
Så finjustering af supernovaeresultater slipper ikke for mørk energi. Det ser stadig ud som mørk energi er meget reel. Men det er nu klart, at der er noget, vi ikke forstår om det. Det er et mysterium, flere data muligvis løser efterhånden, men i øjeblikket giver flere data os flere spørgsmål end svar.
Reference: Wong, Kenneth C., et al. ”H0LiCOW XIII. En 2,4% måling af H0 fra linsede kvasarer: 5.3sigma spænding mellem tidlige og sent-universet sonder. “
