Jednom smo otkrili da se svemir širi. Nakon toga, sljedeći znanstveni korak bio je utvrđivanje brzine ili brzine ovog širenja. Prošlo je više od 80 godina, ali još uvijek se nismo složili po tom pitanju. Gledajući najveće kozmičke ljestvice i proučavajući najstarije signale - svjetlucanje Velikog praska i korelacije galaksija velikih razmjera - dobili smo jedan broj: 67 km / s / Mpc.
Ali gledajući pojedine zvijezde, galaksije, supernove i ostale izravne pokazivače, dobivamo različit broj: 74 km / s / Mpc. Nesigurnosti su vrlo male: ± 1 prvom broju i ± 2 drugom, a statistička je vjerojatnost manja od 0,1% da se ovi brojevi usklade jedan s drugim. Ovu je kontradikciju trebalo riješiti odavno, ali postoji i dalje otkad je prvi put otkriveno širenje svemira.
Godine 1923. Edwin Hubble koristio je najveći svjetski teleskop za traženje novih zvijezda u drugim galaksijama. Vjerojatno, ne bi bilo vrijedno reći "galaksije", jer tada čovječanstvo nije bilo sigurno u nebeske spirale. Tijekom proučavanja najveće od njih - M31, danas poznate kao maglica Andromeda - ugledao je prvu, a zatim drugu i treću novu. No četvrti se pojavio na istom mjestu kao i prvi, a to je bilo nemoguće, jer je za nove napuniti stoljeća ili više. Njegov se novi pojavio za manje od tjedan dana. Uzbuđeno, Hubble je precrtao prvi "N" koji je napisao i prepisao "VAR!" Shvatio je da je to promjenjiva zvijezda i od tada postoji fizika promjenjivih zvijezda. Hubble je uspio izračunati udaljenost do Andromede. Pokazao je da je točno izvan Mliječnog puta i očito je galaksija. Bilo je to najfinije viđenje pojedine zvijezde u povijesti astronomije.
Originalni LP Edwina Hubblea otkrio je promjenjivu prirodu zvijezde u Andromedi
Hubble je nastavio svoj rad promatrajući promjenjive zvijezde u mnogim spiralnim galaksijama. Zajedno s njihovim pomaknutim spektralnim linijama, počeo je primjećivati da što je galaksija dalja, to se brže udaljava od nas. Ne samo da je otkrio ovaj zakon - poznat kao Hubbleov zakon - bio je prvi koji je mjerio brzinu širenja: Hubbleov parametar. Međutim, broj koji je dobio bio je velik. Jako veliko. Toliko velika da bi, da je istina, slijedilo da se Veliki prasak dogodio prije samo dvije milijarde godina. Očito, nitko ne bi vjerovao u to, budući da imamo geološke dokaze da je samo Zemlja stara više od četiri milijarde godina.
Sastavljena slika zapadne hemisfere Zemlje stara više od 4 milijarde godina
Promotivni video:
Godine 1943., astronom Walter Baade pomno je promatrao promjenjive zvijezde izvan Mliječnog puta i primijetio nešto nevjerojatno važno: nisu se svi promjenjivi cefeidi - vrsta koju je Hubble koristio za određivanje širenja svemira - ponašali isto. Umjesto toga, postojala su dva različita razreda. I odjednom se pokazalo da Hubble konstanta uopće nije tako velika kako je Hubble odlučio.
Mjerenja promjenjivih zvijezda Waltera Baadea u Andromedi bili su najvažniji dokaz postojanja dvije odvojene populacije cefida i omogućili da se Hubbleov parametar svodi na značajniju vrijednost
Umjesto toga, svemir se širio sporije, što znači da mu je trebalo duže da dostigne svoje trenutno stanje. Svemir je prvi put nadmašio Zemlju u starosti, a to je bio dobar znak. S vremenom su se daljnja usavršavanja povećavala i Hubbleov se eksponent postupno smanjivao, dok se starost svemira nastavila povećavati. Konačno, starost čak i najstarijih zvijezda potonula je s vremenom svemira.
Kako su se procjene parametra Hubble s vremenom mijenjale
Priča se tu ne završava. Znate li zašto je svemirski teleskop Hubble tako nazvan? Ne zato što je dobila ime po Edwinu Hubbleu, koji je otkrio da se svemir širi. Umjesto toga, jer je njegova glavna misija bila mjerenje Hubble parametra, odnosno brzine kojom se svemir širi. Prije pokretanja teleskopa 1990. godine postojala su dva tabora koji su zagovarali potpuno različite svemire: jedan na čelu s Allanom Sendageom i svemir sa brzinom ekspanzije od 50 km / s / Mpc i dobi od 16 milijardi godina; drugi je pod vodstvom Gerarda de Vaucouleura i svemira sa brzinom ekspanzije od 100 km / s / Mpc i dobi ispod 10 milijardi godina. Ova dva tabora bila su uvjerena da su suprotstavljeni kampovi pravili sustavne pogreške u svojim mjerenjima i da ne postoji sredina. Glavni znanstveni cilj svemirskog teleskopa Hubble bio je izmjeriti brzinu širenja jednom zauvijek.
I postigao je. 72 ± 8 km / s / Mpc bio je krajnji rezultat projekta. Danas postoji još manje pogrešaka ili netočnosti, pa je tako i napetost između dvije različite metode. Ako gledate Svemir na najvećim mjerilima, fluktuacijama kozmičkih mikrovalnih pozadina i barionskih akustičkih oscilacija u grupiranju galaksija, dobit ćete manji broj: 67 km / s / Mpc. To nije najpovoljniji rezultat, ali veće su vrijednosti sasvim moguće.
Ako pogledate izravna mjerenja pojedinih zvijezda u našoj galaksiji, a zatim u iste klase zvijezda u drugim galaksijama, a potom i supernove izvan toga, dobit ćete veću vrijednost: 74 km / s / Mpc. Ali sustavna pogreška u mjerenjima obližnjih zvijezda, čak i pogreška od nekoliko posto, mogla bi značajno smanjiti taj broj čak i na najnižu predloženu vrijednost. Budući da misija ESA Gaia nastavlja mjeriti paralakse s neviđenom točnošću od milijardu zvijezda u našoj galaksiji, ova se napetost može riješiti sama.
Danas znamo stopu ekspanzije Hubblea prilično točno, a čini se da dvije različite metode vađenja daju sukobljene vrijednosti. Trenutačno se događaju različite dimenzije, svaki kamp pokušava dokazati svoj slučaj i otkriti pogreške drugog. A ako nas je povijest išta naučila, možemo reći da ćemo, prvo, naučiti nešto novo i zanimljivo o prirodi našeg Svemira kad se to pitanje riješi, i drugo, taj spor oko stope širenja očito neće posljednji.
ILYA KHEL