HONOLULU - En fysisk krise er måske lige blevet dybere. Ved at se på, hvordan lyset fra fjerne lyse objekter bøjes, har forskere øget uoverensstemmelsen mellem forskellige metoder til beregning af universets ekspansionshastighed.
"Målingerne er i overensstemmelse med at indikere en krise inden for kosmologi," sagde Geoff Chih-Fan Chen, en kosmolog ved University of California, Davis, her under en nyhedsbriefing onsdag (8. januar) på det 235. møde i den amerikanske astronomiske Samfund i Honolulu.
Det drejer sig om et nummer, der kaldes Hubble-konstanten. Det blev først beregnet af den amerikanske astronom Edwin Hubble for næsten et århundrede siden, efter at han forstod, at enhver galakse i universet lynlåste væk fra Jorden med en hastighed, der var proportional med den galakse afstand fra vores planet.
Dette betyder ikke, at Jorden er i centrum af kosmos. I stedet fortalte fundet videnskabsmænd om, at universet ekspanderer, og at der er en direkte sammenhæng mellem hvor langt to objekter er fra hinanden og hvor hurtigt de går ned fra hinanden. Hubble-konstanten har en værdi, der inkorporerer denne hastighedsafstandforbindelse.
Problemet er, at i de senere år har forskellige hold været uenige om, hvad denne konstante værdi er. Målinger foretaget ved hjælp af den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), en rest fra Big Bang, der giver et øjebliksbillede af spædbarnsuniverset, antyder, at Hubble-konstanten er 46.200 km / h pr. Million lysår (eller ved hjælp af kosmologernes enheder, 67,4 kilometer / sekund pr. megaparsek).
Men ved at se på pulserende stjerner kendt som Cepheid-variabler, har en anden gruppe astronomer beregnet Hubble-konstanten til at være 50.400 mph per million lysår (73.4 km / s / Mpc).
Uoverensstemmelsen synes lille, men der er ingen overlapning mellem de uafhængige værdier, og ingen af parterne har været villige til at indrømme større fejl i dens metode.
Den nye måling, der blev foretaget af H0-objektiverne i COSMOGRAILs Wellspring (H0LICOW) -samarbejde, var et forsøg på at beregne Hubble-konstanten på en helt ny måde. (COSMOGRAIL er forkortelsen til kosmologisk overvågning af gravitationslinser.)
Denne foranstaltning bruger det faktum, at massive genstande i universet vil fordreje rumtidsstrukturen, hvilket betyder, at lys vil bøjes, når det bevæger sig forbi dem. Superluminøse, sorte huldrevne enheder kaldet kvasarer findes undertiden bag store forgrundsgalakser, og deres lys bliver fordrejet af denne bøjningsproces, der er kendt som gravitationslinsering.
Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet undersøgte H0LiCOW-teamet lyset fra seks kvasarer mellem 3 og 6,5 milliarder lysår væk fra Jorden. Da kvasarernes sorte huller gabbede materiale, ville deres lys flimre.
Den mellemliggende gravitationsmæssigt linse-galakse bøjede hver kvasars lys, og kvasars flimring ankom til Jorden på forskellige tidspunkter afhængigt af hvilken sti den tog omkring forgrundsgalaksen, sagde Chen. Længden af tidsforsinkelsen gav en måde at undersøge universets ekspansionshastighed på, tilføjede han.
H0LiCOW kunne udlede en værdi af Hubble-konstanten på 50.331 mph pr. Million lysår (73.3 km / s / Mpc), ekstremt tæt på den, der blev leveret af Cepheid-variabler, men ganske langt fra CMB-målingen.
"Konsekvensen er, at spændingen er meget sandsynligvis reel," sagde Chen og sandsynligvis ikke resultatet af fejl i metoderne for hver fremgangsmåde.
Det er værd at bemærke, at sidste år kom en anden uafhængig måling af Hubble-konstanten, foretaget ved hjælp af kæmpe røde stjerner, helt mellem de to sider og beregnet en værdi af 47.300 km / h pr. Million lysår (69.8 km / s / Mpc).
Ikke desto mindre, sagde Chen, er de forskellige numre langt nok fra hinanden til, at det er muligt, at der er noget galt i vores modeller af universet. Et stigende antal fysikere anerkender dette, tilføjede han, fordi de uafhængige målinger fortsat er uenige. Forskere bliver muligvis nødt til at komme med ny fysik for at forklare, hvad der foregår.
