Astrofizycy pomylili się o ponad miliard lat w ocenie wieku wszechświata
Ta historia nie ma końca. Najnowsze obliczenia przeprowadzone przez zespół astronomów z Uniwersytetu w Oregon wskazują, że wszechświat ma około 12,6 miliarda lat. To o ponad miliard lat mniej niż aktualnie obowiązujące szacunki.
Wszystkie próby ustalenia, kiedy dokładnie doszło do Wielkiego Wybuchu, który dał początek obecnie istniejącemu wszechświatowi, opierają się na matematyce i modelowaniu komputerowym bazującym na odległościach do najstarszych gwiazd, zachowaniu galaktyk i tempie rozszerzania się wszechświata. Wszystkie obliczenia zmierzają do ustalenia, ile czasu zajęłoby przywrócenie wszystkich tych obiektów i procesów do punktu początkowego.
Stała Hubble'a - zależy jak mierzyć
Kluczowym czynnikiem w tych wszystkich obliczeniach jest stała Hubble’a, nazwana tak na cześć Edwina Hubble’a, który jako pierwszy obliczył tempo rozszerzania wszechświata w 1929 r. Inna, nieco nowsza technika szacowania wieku wszechświata opiera się na obserwacjach pozostałości po Wielkim Wybuchu – kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła (CMB, ang. cosmic microwave background).
Niemniej jednak obie te metody prowadzą do różnych wniosków. W artykule autorstwa Jamesa Schomberta, profesora fizyki na Uniwersytecie w Oregonie, opublikowanym w periodyku Astronomical Journal, badacze przedstawili nowe podejście do pomiarów, w którym postanowili na nowo skalibrować wykorzystywaną do szacowania wieku wszechświata, niezależną od stałej Hubble’a zależność istniejącą między jasnością galaktyk spiralnych a prędkością znajdujących się w niej gwiazd, tzw. związek Tully’ego-Fishera.
Problem odległości i skali jest naprawdę poważną przeszkodą dla nas, ponieważ odległości do galaktyk są ogromne, a konkretne znaczniki tych odległości są bardzo słabe i trudno je skalibrować
– mówi Schombert.
Aby poradzić sobie z tym problemem, zespół badaczy kierowany przez Schomberta obliczył zależność Tully’ego-Fishera opierając się na precyzyjnie ustalonych odległościach do 50 galaktyk, które pozwoliły zmierzyć odległości do 95 innych galaktyk. Wszechświat według Schomberta można opisać równaniami matematycznymi. Jego podejście dokładniej uwzględnia masę i krzywe rotacyjne galaktyk przy przekształcaniu tych równań w konkretne dane, takie jak wiek wszechświata czy tempo jego rozszerzania.
Stosując nową metodę, zespół Schomberta ustalił wartość stałej Hubble’a na 75,1 km na sekundę na megaparsek (+/- 2,3). Oznacza to, że dwa obiekty oddalone od siebie o 3,3 mln lat świetlnych (=1 megaparsek) wskutek rozszerzania się wszechświata oddalają się od siebie z prędkością 75,1 km/s.
Według badaczy wszystkie wartości stałej Hubble’a poniżej 70 można odrzucić z 95-proc. pewnością.
Mikrofalowe promieniowanie tła mówi co innego.
Standardowo wykorzystywane techniki pomiarów na przestrzeni ostatnich 50 lat wskazywały na wartość stałej Hubble’a na poziomie 75. Problem jednak w tym, że pomiary kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła wskazują, że wartość stałej Hubble’a to 67, podczas gdy i jedne i drugie obliczenia powinny wskazywać mniej więcej tę samą wartość. Co więcej, różnice między nimi są dużo większe od błędów obserwacyjnych.
Obliczenia prowadzone w oparciu o obserwacje CMB za pomocą Wilkinson Microwave Anisotropy Probe w 2013 r. prowadzą do wniosku, że wiek wszechświata wynosi 13,77 mld lat, co obecnie uznaje się za standardowy model kosmologiczny. Różne wartości stałej Hubble’a uzyskiwane za pomocą różnych technik wskazują, że wiek wszechświata mieści się w przedziale między 12 a 14,5 miliarda lat.
Czyli co? Do ostatecznej odpowiedzi wciąż daleko.
Najnowsze badania opierające się w części na obserwacjach prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzer, dodają nowy element do obliczeń stałej Hubble’a. Tym elementem jest czysto empiryczna metoda polegająca na wykorzystaniu bezpośrednich obserwacji do ustalenia odległości do konkretnych galaktyk.
Obliczony przez nas wiek wszechświata wskazuje, że nasza wiedza o procesach fizycznych rządzących całym wszechświatem wciąż ma wiele luk, które musimy w przyszłości wypełnić nową fizyką
– podsumowuje Schombert.
Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News.
