HONOLULU - Krisis fizik mungkin lebih mendalam. Dengan melihat bagaimana cahaya dari objek terang yang terang bengkok, penyelidik telah meningkatkan perbezaan antara kaedah yang berbeza untuk menghitung kadar pengembangan alam semesta.
"Pengukuran adalah konsisten dengan menunjukkan krisis dalam kosmologi," kata Geoshikh Chih-Fan Chen, seorang kosmologi di University of California, Davis, di sini semasa taklimat berita pada hari Rabu (8 Januari) di mesyuarat 235 Astronomi Amerika Persatuan di Honolulu.
Pada isu adalah nombor yang dikenali sebagai pemalar Hubble. Ia pertama kali dikira oleh ahli astronomi Amerika Edwin Hubble hampir satu abad yang lalu, setelah ia menyadari bahawa setiap galaksi di alam semesta telah menjauhkan diri dari Bumi pada kadar yang berkadar dengan jarak galaksi itu dari planet kita.
Ini tidak bermakna Bumi berada di tengah-tengah alam semesta. Sebaliknya, penemuan itu memberitahu para saintis bahawa alam semesta berkembang dan terdapat hubungan langsung antara sejauh mana dua objek itu dan seberapa cepat mereka merosot antara satu sama lain. Pemalar Hubble mempunyai nilai yang menggabungkan sambungan jarak jauh ini.
Masalahnya ialah, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pasukan yang berbeza tidak bersetuju dengan apa sebenarnya nilai pemalar ini. Pengukuran yang dibuat menggunakan latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), sisa dari Big Bang yang memberikan gambaran tentang alam semesta bayi, menunjukkan bahawa pemalar Hubble adalah 46,200 mph per juta tahun cahaya (atau, menggunakan unit kosmologi, 67.4 kilometer / kedua per megaparsec).
Tetapi dengan melihat bintang-bintang berdenyut yang dikenali sebagai pembolehubah Cepheid, kumpulan astronom yang berbeza telah mengira pemalar Hubble menjadi 50,400 mph per juta tahun cahaya (73.4 km / s / Mpc).
Percanggahan itu seolah-olah kecil, tetapi tidak ada tumpang tindih antara nilai-nilai independen dan tidak ada pihak yang sanggup mengakui kesilapan besar dalam metodologinya.
Pengukuran baru, yang dibuat oleh Lensa H0 dalam kerjasama Wellspring COSMOGRAIL (H0LICOW), merupakan percubaan untuk mengira pemalar Hubble dengan cara yang sama sekali baru. (COSMOGRAIL adalah singkatan untuk Pemantauan Kosmologi bagi Kanta Gravitational.)
Langkah ini menggunakan fakta bahawa objek besar-besaran di alam semesta akan meletakan kain ruang-waktu, yang bermaksud bahawa cahaya akan membengkok kerana ia melewati mereka. Entri besar, entiti bertenaga hitam yang dipanggil quasars kadang-kadang dijumpai di belakang galaksi latar depan yang besar, dan cahaya mereka digelincir oleh proses lenturan ini, yang dikenali sebagai lensa graviti.
Menggunakan Teleskop Angkasa Hubble, pasukan H0LiCOW mengkaji cahaya dari enam quasars antara 3 bilion dan 6.5 bilion tahun cahaya jauh dari Bumi. Kerana lubang hitam quasars 'gobbled bahan, cahaya mereka akan berkedip.
Galaksi penglihatan graviti intervensi membongkok setiap cahaya quasar, dan begitu kelipatan quasar tiba di Bumi pada masa yang berlainan bergantung pada laluan yang diambilnya di sekitar galaksi pendahulunya, kata Chen. Panjang kelewatan masa menyediakan satu cara untuk menyelidik kadar pengembangan alam semesta, tambahnya.
H0LiCOW dapat memperoleh nilai pemalar Hubble sebanyak 50,331 mph per juta tahun cahaya (73.3 km / s / Mpc), sangat dekat dengan yang disediakan oleh pembolehubah Cepheid tetapi agak jauh dari pengukuran CMB.
"Akibatnya adalah ketegangan yang mungkin sangat nyata," kata Chen dan mungkin bukan akibat kesilapan dalam kaedah setiap pendekatan.
Perlu diingat bahawa tahun lepas satu lagi ukuran bebas daripada pemalar Hubble, yang dibuat menggunakan bintang-bintang merah gergasi, datang tepat di antara kedua-dua pihak, mengira nilai 47,300 mph per juta tahun cahaya (69.8 km / s / Mpc).
Walau bagaimanapun, Chen berkata, bilangan yang berbeza adalah cukup jauh dan mungkin ada sesuatu yang salah dalam model-model alam semesta kita. Sejumlah pakar fizik semakin mengakui ini, katanya, kerana pengukuran bebas terus tidak bersetuju. Penyelidik mungkin perlu membuat fizik baru untuk menerangkan apa yang sedang berlaku.
