V kosmologii je něco, co nás může nutit přepsat několik učebnic. Všechno je soustředěno na měření expanze vesmíru, což je očividně klíčová součást našeho chápání vesmíru.
Expanze vesmíru je regulována dvěma věcmi: Dark Energy a Dark Matter. Jsou jako jin a jang vesmíru. Jeden řídí expanzi, zatímco druhý brzdí expanzi. Temná energie tlačí vesmír, aby se neustále rozšiřoval, zatímco temná hmota poskytuje gravitaci, která zpomaluje tuto expanzi. A až dosud se temná energie zdála být konstantní silou, která se nikdy nehýbala.
Jak je to známo? Kosmické mikrovlnné pozadí (CMB) je jedním ze způsobů, jak se měří expanze. CMB je jako ozvěna z raných dnů vesmíru. Jsou to důkazy, které zůstaly pozadu od okamžiku, kdy se kolem 350 000 let po Velkém třesku stabilizovala rychlost expanze vesmíru. CMB je zdrojem většiny toho, co víme o Dark Energy a Dark Matter. (Můžete slyšet CMB pro sebe tím, že zapnete domácí rádio a naladíte jej na statické. Malé procento této statické energie je z CMB. Je to jako poslouchat ozvěnu Velkého třesku.)
CMB byla měřena a studována velmi důkladně, zejména prostřednictvím Planckovy observatoře ESA a pomocí Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Zejména Planck nám dal snímek raného vesmíru, který umožnil kosmologům předpovídat expanzi vesmíru. Naše chápání expanze vesmíru však nepochází pouze ze studia CMB, ale také z Hubbleova konstanty.
Hubbleova konstanta je pojmenována po americkém astronomovi Edwinovi Hubbleovi, který poznamenal, že expanzní rychlost galaxií může být potvrzena jejich červeným posunem. Hubble také pozoroval proměnlivé hvězdy Cepheid, typ standardní svíčky, která nám poskytuje spolehlivé měření vzdáleností mezi galaxiemi. Kombinace dvou pozorování, rychlosti a vzdálenosti, poskytla měření pro expanzi vesmíru.
Takže jsme měli dva způsoby, jak změřit expanzi vesmíru a většinou se navzájem shodují. Mezi dvěma z několika procentních bodů došlo k nesrovnalostem, ale to bylo v rámci chyb měření.
Ale teď se něco změnilo.
Adam Riess z Johns Hopkins University a jeho tým v novém článku informovali o přísnějším měření expanze vesmíru. Riess a jeho tým použili Hubbleův kosmický dalekohled k pozorování 18 standardních svíček v jejich hostitelských galaxiích a snížili některé nejistoty spojené s minulými studiemi standardních svíček.
Výsledkem tohoto přesnějšího měření je, že Hubbleova konstanta byla vylepšena. A to zase zvýšilo rozdíl mezi dvěma způsoby, kterými se měří expanze vesmíru. Mezera mezi tím, co nám Hubbleova konstanta říká, je rychlost expanze a tím, co nám CMB, měřeno kosmickou lodí Planck, říká, že je rychlost expanze, je nyní 8%. A 8% je příliš velký rozdíl, který nelze vysvětlit jako chybu měření.
Spad z toho je, že možná budeme muset revidovat náš standardní model kosmologie, abychom to nějak vysvětlili. A právě teď můžeme jen hádat, co bude třeba změnit. Existuje však alespoň několik kandidátů.
Mohlo by to být soustředěno kolem Temné hmoty a jak se chová. Je možné, že temná hmota je ovlivněna silou ve vesmíru, která nepůsobí na nic jiného. Protože o temné záležitosti je známo jen málo a samotné jméno je o něco více než zástupný symbol pro něco, o čem jsme téměř úplně nevědomí.
Nebo to může být něco společného s temnou energií. Jeho jméno je také jen zástupným symbolem pro něco, o čem víme téměř nic. Možná, že temná energie není konstantní, jak jsme si mysleli, ale časem se mění, aby se stala silnější nyní než v minulosti. To by mohlo vysvětlit tento nesoulad.
Třetí možností je, že standardní svíčky nejsou spolehlivé ukazatele vzdálenosti, o kterých jsme si mysleli, že jsou. Dříve jsme zdokonalili naše měření standardních svíček, možná budeme znovu.
Tam, kde jsou všechny potenciální zákazníky v tomto bodě otevřené spekulacím. Míra expanze vesmíru se předtím změnila; asi před 7,5 miliardami let se zrychlila. Možná se to znovu mění, právě teď v naší době. Protože temná energie zabírá takzvaný prázdný prostor, možná další se vytváří s pokračující expanzí. Možná dosáhneme dalšího bodu vyklápění nebo vyvažování.
Jediná věc je jistá, že je to záhada. Ten, kterému se snažíme porozumět.
