Konstan Hubble adalah satu unit yang menggambarkan betapa cepat alam semesta berkembang pada jarak yang berbeza dari titik tertentu di angkasa. Ini adalah salah satu batu kunci dalam pemahaman kita tentang evolusi alam semesta - dan para penyelidik terperanjat dalam perdebatan mengenai nilai sebenarnya.
Bagaimana pemalar Hubble ditemui
Pemalar Hubble mula-mula dikira pada tahun 1920-an, oleh ahli astronomi Amerika Edwin Hubble. Dia dapati bahawa objek angkasa yang kabur dan awan adalah galaksi jauh di luar galaksi Milky Way kita sendiri, menurut NASA.
Terdahulu, ahli astronomi Amerika, Henrietta Leavitt, menunjukkan bahawa bintang-bintang istimewa yang dipanggil pembolehubah Cepheid, yang kerapinya naik dan turun, mempunyai korelasi ketat antara tempoh variasi mereka dan kecerahan intrinsiknya. Dengan mengetahui betapa cerahnya Cepheid dan cahaya matahari yang terang-terangan muncul ketika dilihat dari Bumi, Hubble dapat memperoleh jarak Cepheid.
Apa yang didapati oleh Hubble adalah luar biasa. Semua galaksi di alam semesta kelihatan bergerak dari planet kita. Selain itu, lebih jauh galaksi adalah, semakin cepat ia surut. Pemerhatian ini, yang dibuat oleh Hubble pada tahun 1929, menjadi asas bagi apa yang dikenali sebagai undang-undang Hubble, yang menyatakan bahawa ada hubungan antara jarak objek dalam kosmos adalah dari kita dan kelajuan di mana ia surut, menurut penjelasan dari Cornell University.
Bumi tidak, dengan cara itu, di tempat yang istimewa di tengah-tengah alam semesta. Mana-mana pemerhati di mana-mana tempat di alam semesta akan melihat bahawa entiti surga bergerak jauh pada kadar yang meningkat dengan jarak.
Menggunakan datanya, Hubble cuba untuk menganggarkan pemalar yang menanggung namanya, dengan nilai sekitar 342,000 mph per juta tahun cahaya, atau 501 kilometer sesaat megaparsec (Mpc) dalam unit kosmologi. (Megaparsec adalah sama dengan 3.26 juta tahun cahaya.) Teknik moden yang lebih tepat telah menyempurnakan ukuran awal ini dan menunjukkan bahawa ia adalah sekitar 10 kali terlalu tinggi.
Mengapa pemalar Hubble terus berubah
Tetapi betul-betul berapa banyak Hubble dimatikan dengan tetap menjadi perselisihan. Pada tahun 1990-an, ahli astronomi mendapati bahawa supernova jauh jauh redup, dan oleh itu lebih jauh, daripada yang mereka telah disyaki sebelumnya. Dapatan ini menunjukkan bahawa alam semesta tidak hanya berkembang tetapi juga mempercepatkan perkembangannya. Hasilnya memerlukan penambahan tenaga gelap - satu kekuatan misterius yang memaksa segala sesuatu di dalam kosmos - menjadi model kosmologi 'alam semesta.
Selepas kejutan ini, para penyelidik cuba menurunkan kadar pecutan kosmik, untuk mengetahui bagaimana alam semesta bermula dan berkembang, dan apa nasib akhirnya. Data dari pembolehubah Cepheid dan sumber astrofizik lain mengira pemalar Hubble menjadi 50,400 mph per juta tahun cahaya (73.4 km / s / Mpc) pada tahun 2016.
Tetapi nombor ganti telah diperoleh menggunakan maklumat dari satelit Planck Agensi Angkasa Eropah. Kapal angkasa telah menghabiskan 10 tahun yang lalu membuat pengukuran latar gelombang mikro kosmik - gema dari Big Bang yang mengandungi data tentang parameter asas semesta. Planck menemui pemalar Hubble menjadi 46,200 mph per juta tahun cahaya (67.4 km / s / Mpc) pada tahun 2018.
Kedua-dua nilai itu mungkin tidak begitu berbeza. Tetapi masing-masing adalah sangat tepat, dan ia tidak mengandungi pertindihan antara bar ralat mereka. Jika anggaran Cepheid adalah salah, ia bermakna semua pengukuran jarak astronomi telah salah sejak zaman Hubble. Sekiranya anggaran kedua adalah salah, fizik baru dan eksotik perlu diperkenalkan kepada model-model fizikis alam semesta. Setakat ini, tidak ada pasukan saintis yang menentukan nombor tersebut telah bersedia untuk mengakui kesilapan pengukuran utama.
Pada bulan Julai 2019, ahli astronomi menggunakan teknik baru untuk menghasilkan pengiraan baru bagi pemalar Hubble. Para penyelidik mengkaji cahaya bintang gergasi merah, yang semuanya mencapai kecerahan puncak yang sama pada akhir hidup mereka. Ini bermakna, seperti dengan Cepheids, para astronom dapat melihat bagaimana bintang gergasi merah muncul dari Bumi dan menganggarkan jarak mereka. Nilai baru itu terletak betul-betul di antara dua yang lama - 47,300 mph per juta tahun cahaya (69.8 km / s / Mpc) - namun saintis belum mengumumkan kemenangan lagi.
"Kami mahu membuat pengikat," kata Barry Madore, seorang ahli astronomi di University of Chicago dan ahli pasukan yang membuat pengukuran terkini, memberitahu Live Science. "Tetapi ia tidak mengatakan sebelah ini atau sebelah itu betul. Ia berkata terdapat lebih banyak slop daripada semua yang difikirkan sebelum ini."
Perbahasan terus berlanjutan. Sesetengah telah mencadangkan bahawa Balai Cerap Gravitational-Wave Interferometer Laser (LIGO), yang melihat riak dalam kain ruang masa yang dibuat oleh bintang-bintang neutron jauh yang jatuh ke satu sama lain, mungkin memberikan satu lagi titik data bebas. Lain-lain sedang mencari untuk lensa graviti, yang berlaku apabila objek yang sangat besar membengkok dan meledingkan masa-waktu seperti kaca pembesar, memberikan pandangan pada entiti jauh lebih jauh, untuk membersihkan percanggahan. Tetapi pada masa ini, tiada siapa yang pasti di mana dan ketika jawapan terakhir mengenai pemalar Hubble akan muncul.
