Badanie odbywało się w ramach przedsięwzięcia H0 Distance Network i połączyło dekady obserwacji oraz różne metody pomiarowe w jeden spójny system. Efekt jest imponujący: tempo rozszerzania się lokalnego wszechświata zostało określone z dokładnością przekraczającą 1 procent. Wynik wynosi około 73,5 kilometra na sekundę na megaparsek, co oznacza, że galaktyki oddalają się od siebie szybciej, niż przewidują modele opisujące wczesny wszechświat.
Czytaj też: Zajrzeli do środka jednego z najbardziej ekstremalnych zjawisk we wszechświecie. Aż trudno w to uwierzyć
Problem polega na tym, że istnieje drugi, równie wiarygodny sposób mierzenia tego tempa – oparty na analizie promieniowania reliktowego, czyli światła pochodzącego z początków kosmosu. Ten jednak wskazuje wyraźnie niższą wartość, około 67 kilometrów na sekundę na megaparsek. Oba wyniki są wewnętrznie spójne i niezwykle dokładne, lecz całkowicie się ze sobą nie zgadzają. To zjawisko, znane jako napięcie Hubble’a, od lat spędza fizykom sen z powiek.
Nowe badanie miało rozstrzygnąć, czy rozbieżność wynika z błędów pomiarowych. Stało się jednak coś odwrotnego. Po raz pierwszy udało się zintegrować ogromną liczbę niezależnych danych: od obserwacji gwiazd zmiennych zwanych cefeidami, przez supernowe, aż po odległe galaktyki. Tym sposobem autorzy uzyskali wynik o rekordowej precyzji. To praktycznie wyklucza możliwość, jakoby problem był efektem niedoskonałych narzędzi. Zamiast tego coraz więcej wskazuje na to, że nasze rozumienie wszechświata jest niepełne.
Stawka jest ogromna, ponieważ tempo ekspansji, określane przez stałą Hubble’a, to jeden z fundamentów współczesnej kosmologii. Pozwala określić wiek i rozmiar wszechświata, a także zrozumieć naturę tajemniczej ciemnej energii, która odpowiada za przyspieszanie jego rozszerzania. Jeśli wartość ta nie jest jednoznaczna, może to prowadzić do jednego wniosku: standardowy model kosmologiczny wymaga poważnej rewizji.
Coraz częściej pojawiają się hipotezy, w myśl których za rozbieżnością mogą stać nieznane dotąd zjawiska fizyczne. Wśród możliwych wyjaśnień wymienia się między innymi nowe rodzaje cząstek, zmienną naturę ciemnej energii albo konieczność modyfikacji teorii grawitacji. Inni badacze sugerują, że klucz może tkwić w bardzo wczesnych etapach istnienia wszechświata, które wciąż pozostają słabo poznane.
Czytaj też: Gwiazdy bozonowe mogą zostawiać ślady w kosmosie. Nowy sposób na badanie ciemnej materii
Nie brakuje jednak głosów, iż rozwiązanie może przynieść dopiero kolejna generacja instrumentów oraz metod badawczych. Naukowcy rozwijają nowe techniki, takie jak wykorzystanie fal grawitacyjnych do pomiaru kosmicznych odległości, co może w przyszłości pomóc rozstrzygnąć spór. Równolegle powstają coraz dokładniejsze mapy wszechświata i katalogi milionów galaktyk, które mają dostarczyć dodatkowych danych. Na razie jednak sytuacja pozostaje patowa.
Źródło: Eureka Alert, Astronomy&Astrophysics
