To James Webb επιβεβαιώνει ότι το σύμπαν εξαπλώνεται με διαφορετικές ταχύτητες

15:35 1/4/2024 - Πηγή: Insomnia

Αστρονόμοι χρησιμοποίησαν τα διαστημικά τηλεσκόπια James Webb και Hubble προκειμένου να επιβεβαιώσουν μία από τις πλέον ιδιαίτερες θεωρίες στον τομέα της φυσικής, ότι το σύμπαν φαίνεται πως διευρύνεται με διάφορους ρυθμούς.

Το 2019, μετρήσεις από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble (HST) επιβεβαίωσαν ότι ο γρίφος ήταν βάσιμος. Το 2023, μετρήσεις μεγαλύτερης ακόμη ακρίβειας, που προέκυψαν από τα όργανα του Διαστημικού Τηλεσκοπίου

James Webb (JWST) εδραίωσαν αυτή τη θεωρία.

Πλέον, οι συνδυασμένες μετρήσεις των δύο τηλεσκοπίων φαίνεται να εξανεμίζουν οριστικά το ενδεχόμενο οι προηγούμενες παρατηρήσεις να είχαν προκύψει από κάποιου είδους αστοχία. Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal Letters, συντείνει στο ότι ενδέχεται να υπάρχει κάποιο πολύ σοβαρό λάθος στον τρόπο που αντιλαμβανόμασταν έως τώρα το σύμπαν.

"Εφόσον αποκλείεται το ενδεχόμενο αστοχίας των μετρήσεων, αυτό που απομένει είναι η πραγματική όσο και συναρπαστική πιθανότητα να είχαμε παρανοήσει το σύμπαν", ανέφερε σε σχετική ανακοίνωση ο Άνταμ Ρις, επικεφαλής της συγγραφικής ομάδας και καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Τζον Χόπκινς.

Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν δύο μέθοδοι εκτίμησης της σταθεράς Χάμπλ, δηλαδή της τιμής που περιγράφει το ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος. Η πρώτη εστιάζει στη μελέτη των απειροελάχιστων μεταβολών του Κοσμικού Υποβάθρου Μικροκυμάτων (CMB), δηλαδή των αρχέγονων υπολειμμάτων του πρώτου φωτός που σχηματίστηκε στο σύμπαν, μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η δεύτερη μέθοδος εστιάζει σε παλλόμενους αστέρες, τους λεγόμενους Κηφείδες. Οι Κηφείδες είναι μεταβλητοί, ετοιμοθάνατοι αστέρες και το ήλιο που βρίσκεται στα εξώτερα στρώματά τους διογκώνεται και συρρικνώνεται, καθώς απορροφά και εκλύει την ακτινοβολία του αστέρα, με αποτέλεσμα οι Κηφείδες να "αναβοσβήνουν" περιοδικά, σαν μακρινοί φάροι.

Απεικόνιση της επέκτασης του σύμπαντος.

Καθώς η φωτεινότητα των Κηφειδών ενισχύεται, πάλλονται με βραδύτερο ρυθμό, προσφέροντας στους αστρονόμους έναν τρόπο μέτρησης της φωτεινότητάς τους. Συγκρίνοντας τη φωτεινότητα αυτή με την παρατηρούμενη φωτεινότητα, οι αστρονόμοι μπορούν να συνδυάσουν τους Κηφείδες, σχηματίζοντας μια "κοσμική κλίμακα αποστάσεων" και να καταλήξουν σε συγκεκριμένους αριθμούς για την επέκταση του σύμπαντος, αξιολογώντας τις αλλαγές στο φως.

Σύμφωνα με τις μετρήσεις των μεταβλητών Κηφειδών στις οποίες προχώρησαν ο Ρις και οι συνεργάτες του, η επέκταση του σύμπαντος κυμαίνεται περίπου στα 74 km/s/Mpc, δηλαδή ασύλληπτα μεγάλη τιμή, σε σύγκριση με τις μετρήσεις του επονομαζόμενου και πατέρα της κβαντικής θεωρίας, Μαξ Πλανκ.

Αρχικά, οι επιστήμονες θεώρησαν πως η διαφορά αυτή οφειλόταν σε κάποια αστοχία των μετρήσεων. Προκειμένου να διευθετηθεί το θέμα, ο Ρις και οι συνάδελφοί του αξιοποίησαν προηγούμενες μετρήσεις, παρατηρώντας επιπλέον χίλιους Κηφείδες, σε πέντε γαλαξίες, σε απόσταση έως και 130 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Αφού προχώρησαν σε αντιπαραβολή αυτών των δεδομένων με τα στοιχεία του Hubble, επιβεβαίωσαν ότι οι προηγούμενες μετρήσεις τους της σταθεράς του Χαμπλ ήταν σωστές.

"Πλέον έχουμε εξετάσει όλο το εύρος των παρατηρήσεων του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και μπορούμε να αποκλείσουμε με υψηλό βαθμό βεβαιότητας το ενδεχόμενο της αστοχίας κάποιων μετρήσεων", δήλωσε ο Ρις. "Ο συνδυασμός των [διαστημικών τηλεσκοπίων] Webb και Hubble μας προσφέρει τα καλύτερα στοιχεία και των δύο. Διαπιστώνουμε ότι οι μετρήσεις του Hubble παραμένουν αξιόπιστες, καθώς προχωράμε ψηλότερα στην κλίμακα των κοσμικών αποστάσεων". 

Διαβάστε ολόκληρο το άρθρο