Chỉ khi chúng ta nghĩ rằng chúng ta hiểu vũ trụ khá tốt, cùng với một số nhà thiên văn học sẽ nâng đỡ mọi thứ. Trong trường hợp này, một cái gì đó thiết yếu cho mọi thứ chúng ta biết và nhìn thấy đã được bật lên: tốc độ mở rộng của chính Vũ trụ, còn gọi là Hằng số Hubble.
Một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng Hubble đã xác định rằng tốc độ mở rộng nhanh hơn từ năm đến chín phần trăm so với trước đây. Hubble Constant không phải là một sự tò mò có thể được gác lại cho đến khi những tiến bộ tiếp theo trong đo lường. Nó là một phần và phần của bản chất của mọi thứ trong sự tồn tại.
Phát hiện đáng ngạc nhiên này có thể là manh mối quan trọng để hiểu được những phần bí ẩn của vũ trụ chiếm tới 95% mọi thứ và không phát ra ánh sáng, như năng lượng tối, vật chất tối và bức xạ tối, ông cho biết, lãnh đạo nghiên cứu và người đoạt giải Nobel Adam Riess thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và Đại học Johns Hopkins, cả hai đều ở Baltimore, Maryland.
Nhưng trước khi chúng ta đi vào hậu quả của nghiên cứu này, hãy để lại sao lưu một chút và xem xét cách đo Hubble Constant.
Đo lường tốc độ mở rộng của Vũ trụ là một công việc khó khăn. Sử dụng hình ảnh ở trên cùng, nó hoạt động như thế này:
- Trong Dải Ngân hà, kính thiên văn Hubble được sử dụng để đo khoảng cách đến các biến Cepheid, một loại sao xung. Parallax được sử dụng để làm điều này và parallax là một công cụ cơ bản của hình học, cũng được sử dụng trong khảo sát. Các nhà thiên văn học biết độ sáng thực sự của Cepheids là gì, do đó, so sánh với độ sáng rõ ràng của chúng từ Trái đất sẽ cho phép đo chính xác khoảng cách giữa ngôi sao và chúng ta. Tốc độ xung của chúng cũng tinh chỉnh tính toán khoảng cách. Các biến Cepheid đôi khi được gọi là các sân trong vũ trụ, vì lý do này.
- Sau đó, các nhà thiên văn học hướng tầm nhìn của họ vào các thiên hà khác gần đó, nơi không chỉ chứa các biến Cepheid, mà cả siêu tân tinh Loại 1a, một loại sao khác được hiểu rõ. Những siêu tân tinh này, tất nhiên là những ngôi sao đang phát nổ, là một thước đo đáng tin cậy khác cho các nhà thiên văn học. Khoảng cách đến các thiên hà này có được bằng cách sử dụng Cepheids để đo độ sáng thực sự của siêu tân tinh.
- Tiếp theo, các nhà thiên văn học hướng Hubble vào các thiên hà còn xa hơn nữa. Những cái này ở rất xa, đến nỗi bất kỳ Cepheids nào trong các thiên hà đó đều không thể nhìn thấy. Nhưng siêu tân tinh loại 1a rất sáng đến mức có thể nhìn thấy, ngay cả ở những khoảng cách khổng lồ này. Sau đó, các nhà thiên văn học so sánh độ sáng thực và rõ ràng của siêu tân tinh để đo ra khoảng cách có thể nhìn thấy sự giãn nở của Vũ trụ. Ánh sáng từ siêu tân tinh xa xôi là màu đỏ chuyển đổi màu đỏ, hoặc được kéo dài, bằng cách mở rộng không gian. Khi khoảng cách đo được so sánh với sự dịch chuyển màu đỏ của ánh sáng, nó mang lại một phép đo tốc độ giãn nở của Vũ trụ.
- Hít một hơi thật sâu và đọc lại tất cả những điều đó.
Phần lớn của tất cả những điều này là chúng ta có một phép đo chính xác hơn nữa về tốc độ giãn nở của Vũ trụ. Độ không đảm bảo trong phép đo giảm xuống 2,4%. Phần thách thức là tốc độ mở rộng của Vũ trụ hiện đại này không hề háo hức với sự đo lường từ Vũ trụ sơ khai.
Tốc độ giãn nở của Vũ trụ sơ khai thu được từ bức xạ còn sót lại từ Vụ nổ lớn. Khi kết quả vũ trụ đó được đo bằng Máy dò dị hướng vi sóng NASA WM Wilkinson (WMAP) và vệ tinh ESA tựa Planck, nó mang lại tốc độ mở rộng nhỏ hơn. Thế là hai don don xếp hàng. Nó giống như xây dựng một cây cầu, nơi xây dựng bắt đầu ở cả hai đầu và sẽ xếp hàng theo thời gian bạn đến giữa. (Hãy cẩn thận: Tôi không biết nếu các cây cầu được xây dựng như vậy.)
Bạn bắt đầu ở hai đầu và bạn sẽ gặp nhau ở giữa nếu tất cả các bản vẽ của bạn đều đúng và số đo của bạn là đúng, theo Ri Riess. Tuy nhiên, bây giờ kết thúc không hoàn toàn gặp nhau ở giữa và chúng tôi muốn biết tại sao.
Nếu chúng ta biết số lượng vật chất ban đầu trong vũ trụ, chẳng hạn như năng lượng tối và vật chất tối, và chúng ta có vật lý chính xác, thì bạn có thể đi từ một phép đo vào thời điểm ngay sau vụ nổ lớn và sử dụng sự hiểu biết đó để dự đoán Nhanh chóng vũ trụ sẽ được mở rộng ngày hôm nay, Riess nói. Tuy nhiên, nếu sự khác biệt này giữ vững, có vẻ như chúng ta có thể không có sự hiểu biết đúng đắn và nó thay đổi mức độ lớn của hằng số Hubble ngày nay.
Tại sao nó không phải là tất cả cộng lại là niềm vui, và có thể điên rồ, một phần của điều này.
Cái mà chúng ta gọi là Năng lượng tối là lực thúc đẩy sự mở rộng của Vũ trụ. Năng lượng tối có phát triển mạnh hơn không? Hoặc về Dark Matter, bao gồm phần lớn khối lượng trong Vũ trụ. Chúng tôi biết chúng tôi không biết nhiều về nó. Có lẽ chúng ta biết thậm chí còn ít hơn thế, và bản chất của nó đang thay đổi theo thời gian.
Lucas Chúng tôi biết rất ít về những phần tối của vũ trụ, điều quan trọng là đo lường cách chúng đẩy và kéo vũ trụ vào lịch sử vũ trụ, ông Lucas Macri thuộc Đại học Texas A & M ở College Station, một cộng tác viên chính của nghiên cứu cho biết.
Nhóm vẫn đang làm việc với Hubble để giảm độ không đảm bảo trong các phép đo tốc độ mở rộng. Các thiết bị như Kính thiên văn vũ trụ James Webb và Kính thiên văn cực lớn châu Âu có thể giúp tinh chỉnh phép đo hơn nữa và giúp giải quyết vấn đề hấp dẫn này.
