Dette er et jordbaseret teleskopbillede af den store magellanske sky, en satellitgalakse af vores Mælkevej. Det indsatte billede, taget af Hubble-rumteleskopet, afslører en af mange stjerne klynger spredt over dværg galaksen.
(Billede: © NASA, ESA, Adam Riess og Palomar Digitaliseret himmelundersøgelse)
Universet ekspanderer hurtigere end forventet, hvilket antyder, at astronomer muligvis bliver nødt til at inkorporere nogle nye fysikker i deres teorier om, hvordan kosmos fungerer, rapporterer en ny undersøgelse.
Den reviderede ekspansionshastighed er ca. 10% hurtigere end den, der blev forudsagt af observationer af universets bane kort efter Stort bragifølge den nye forskning. Undersøgelsen reducerer også markant sandsynligheden for, at denne forskel er en tilfældighed, fra 1 til 3.000 til kun 1 ud af 100.000.
"Denne uoverensstemmelse er vokset og har nu nået et punkt, som virkelig er umuligt at afvise som en fluke," undersøgelseslederforfatter Adam Riess, professor i fysik og astronomi ved Johns Hopkins University i Baltimore, sagde det i en erklæring.
"Dette er ikke, hvad vi forventede," sagde Riess, der vandt Nobelprisen for fysik i 2011 (sammen med Brian Schmidt og Saul Perlmutter) for at have vist i slutningen af 1990'erne, at universets udvidelse accelererer. Det er uklart, hvad der driver denne overraskende acceleration, men mange astronomer påberåber sig en mystisk, frastødende kraft kaldet mørk energi.
I den nye undersøgelse brugte Riess og hans kolleger Hubble-rumteleskop at studere 70 Cepheid-variable stjerner i den store magellanske sky (LMC), en af Mælkevejens satellitgalakser. Cepheid-variabler dæmpes og lyses ved forudsigelige hastigheder og er derfor "standardlys", der tillader astronomer at beregne afstande.
(En anden slags standardlys, stjerneeksplosioner kendt som Type 1a-supernovaer, gør det muligt for forskere at måle afstande endnu længere ud i rummet. Riess, Schmidt og Perlmutters undersøgelser af type 1a-supernovaer førte til deres nobelvindende opdagelse.)
Riess og hans team indarbejdede også observationer foretaget af Araucaria-projektet, et samarbejde, der involverede forskere i De Forenede Stater, Europa og Chile, som studerede forskellige LMC-binære stjernesystemer og bemærkede den dæmpning, der skete, da en stjerne passerede foran sin nabo. Dette arbejde gav yderligere afstandsmålinger, hvilket hjalp studieteamet med at forbedre deres forståelse af Cepheids 'indre lysstyrke.
Forskerne brugte al denne information til at beregne universets nutidige ekspansionshastighed, en værdi kendt som Hubble konstant, efter den amerikanske astronom Edwin Hubble. Det nye nummer er ca. 74,0 miles (74,03 kilometer) per sekund pr. Megaparsek; en megaparsec er cirka 3,26 millioner lysår.
Usikkerheden knyttet til dette tal er kun 1,9%, sagde forskerne. Det er den hidtil laveste usikkerhedsværdi, der er beregnet ved hjælp af denne tilgang - ned fra ca. 10% i 2001 og 5% i 2009.
Derimod er den "forventede" ekspansionsgrad ca. 41,9 miles (67,4 km) pr. Sekund pr. Megaparsek. Denne forventede sats er baseret på observationer, som Europas Planck-satellit lavet af kosmisk mikrobølge baggrund - det lys, der blev tilbage fra Big Bang, der skabte universet for 13,82 milliarder år siden.
"Dette er ikke kun to eksperimenter, der er uenige. Vi måler noget fundamentalt anderledes," sagde Riess.
"Den ene er en måling af, hvor hurtigt universet ekspanderer i dag, som vi ser det. Det andet er en forudsigelse baseret på fysikken i det tidlige univers og på målinger af, hvor hurtigt det burde ekspandere," tilføjede han. "Hvis disse værdier ikke er enige, bliver der en meget stor sandsynlighed for, at vi mangler noget i den kosmologiske model, der forbinder de to epoker."
Den nye undersøgelse blev offentliggjort i dag (25. april) i The Astrophysical Journal. Du kan læse den gratis på det online fortrykssted arXiv.org.
- Vores ekspanderende univers: Alder, historie og andre fakta
- Hubble in Pictures: Astronomers 'topvalg (fotos)
- Typer af variable stjerner: Cepheid, pulserende og kataklysmisk
Mike Walls bog om søgning efter fremmed liv, "Der ude"(Grand Central Publishing, 2018; illustreret af Karl Tate), er ude nu. Følg ham på Twitter @michaeldwall. Følg os på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
