Ketika kita berfikir bahawa kita memahami Alam Semesta dengan cukup baik, datanglah beberapa ahli astronomi untuk meningkatkan segalanya. Dalam kes ini, sesuatu yang mustahak bagi semua yang kita tahu dan lihat telah dihidupkan: kadar pengembangan Alam Semesta itu sendiri, yang dikenali sebagai Konstanta Hubble.
Sekumpulan ahli astronomi menggunakan teleskop Hubble telah menentukan bahawa kadar pengembangan antara lima hingga sembilan peratus lebih cepat daripada yang diukur sebelumnya. Hubst Constant bukanlah suatu keingintahuan yang dapat ditahan sehingga kemajuan dalam pengukuran selanjutnya. Ini adalah sebahagian penting dari segala sesuatu yang ada.
"Penemuan mengejutkan ini mungkin merupakan petunjuk penting untuk memahami bahagian-bahagian alam semesta yang misterius yang membentuk 95 persen dari segala sesuatu dan tidak memancarkan cahaya, seperti tenaga gelap, bahan gelap, dan radiasi gelap," kata pemimpin kajian dan Pemenang Nobel Adam Riess dari Institut Sains Teleskop Angkasa dan Universiti Johns Hopkins, keduanya di Baltimore, Maryland.
Tetapi sebelum kita mengetahui akibat dari kajian ini, mari kita kembali sedikit dan melihat bagaimana Hubble Constant diukur.
Mengukur kadar pengembangan Alam Semesta adalah perniagaan yang rumit. Menggunakan gambar di bahagian atas, ia berfungsi seperti ini:
- Dalam Bima Sakti, teleskop Hubble digunakan untuk mengukur jarak ke pemboleh ubah Cepheid, sejenis bintang berdenyut. Parallax digunakan untuk melakukan ini, dan parallax adalah alat asas geometri, yang juga digunakan dalam tinjauan. Ahli astronomi tahu apa sebenarnya kecerahan Cepheids, jadi membandingkannya dengan kecerahan jelas dari Bumi memberikan pengukuran jarak antara bintang dan kita dengan tepat. Kadar denyutan mereka juga memperhitungkan pengiraan jarak. Pemboleh ubah Cepheid kadang-kadang disebut "tolok kosmik" untuk alasan ini.
- Kemudian ahli astronomi mengalihkan pandangan mereka pada galaksi lain yang berdekatan yang mengandungi bukan sahaja pemboleh ubah Cepheid, tetapi juga supernova Type 1a, jenis bintang lain yang difahami dengan baik. Supernova ini, yang tentunya meletup bintang, merupakan kayu pengukur yang boleh dipercayai bagi para astronom. Jarak ke galaksi ini diperoleh dengan menggunakan Cepheids untuk mengukur kecerahan sebenar supernova.
- Seterusnya, ahli astronomi mengarahkan Hubble ke galaksi yang berada lebih jauh. Ini sangat jauh, sehingga Cepheids di galaksi-galaksi itu tidak dapat dilihat. Tetapi supernova Jenis 1a sangat terang sehingga dapat dilihat, walaupun pada jarak yang sangat jauh ini. Kemudian, para astronom membandingkan kecerahan supernova yang sebenarnya dan nyata untuk mengukur sejauh mana pengembangan Alam Semesta dapat dilihat. Cahaya dari supernova yang jauh "dipindahkan merah", atau diregangkan, oleh pengembangan ruang. Apabila jarak yang diukur dibandingkan dengan pergeseran cahaya merah, ia menghasilkan pengukuran kadar pengembangan Alam Semesta.
- Tarik nafas dalam-dalam dan baca lagi.
Sebahagian besar dari semua ini adalah kita mempunyai ukuran yang lebih tepat mengenai kadar pengembangan Alam Semesta. Ketidakpastian dalam pengukuran turun hingga 2.4%. Bahagian yang mencabar adalah bahawa kadar pengembangan Alam Semesta moden ini tidak sesuai dengan pengukuran dari Alam Semesta awal.
Kadar pengembangan Alam Semesta awal diperoleh dari sisa radiasi dari Big Bang. Apabila kilauan kosmik itu diukur oleh Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) NASA dan satelit Planck ESA, ia menghasilkan kadar pengembangan yang lebih kecil. Jadi kedua-duanya tidak berbaris. Ia seperti membina jambatan, di mana pembinaan bermula di kedua-dua hujungnya dan harus berbaris pada saat anda sampai di tengah. (Caveat: Saya tidak tahu sama ada jambatan dibina seperti itu.)
"Anda bermula dari dua hujung, dan anda berharap dapat bertemu di tengah-tengah jika semua gambar anda betul dan pengukuran anda betul," kata Riess. "Tetapi sekarang tujuannya tidak cukup baik di tengah dan kami ingin tahu mengapa."
"Sekiranya kita mengetahui jumlah awal barang di alam semesta, seperti tenaga gelap dan materi gelap, dan kita mempunyai fizik yang betul, maka anda dapat melakukan pengukuran pada saat itu tidak lama setelah ledakan besar dan menggunakan pemahaman itu untuk meramalkan bagaimana cepat semesta semestinya berkembang hari ini, ”kata Riess. "Namun, jika perbezaan ini bertahan, nampaknya kita mungkin tidak memiliki pemahaman yang tepat, dan ini mengubah seberapa besar pemalar Hubble hari ini."
Mengapa tidak semuanya menambah keseronokan, dan mungkin menjengkelkan, sebahagian daripada ini.
Apa yang kita panggil Dark Energy adalah kekuatan yang mendorong pengembangan Alam Semesta. Adakah Tenaga Gelap bertambah kuat? Atau bagaimana dengan Dark Matter, yang merangkumi sebahagian besar jisim di Alam Semesta. Kami tahu kami tidak tahu banyak tentangnya. Mungkin kita tahu lebih sedikit daripada itu, dan sifatnya berubah dari masa ke masa.
"Kami tahu sedikit tentang bahagian-bahagian gelap alam semesta, sangat penting untuk mengukur bagaimana mereka mendorong dan menarik ruang ke atas sejarah kosmik," kata Lucas Macri dari Texas A&M University di College Station, kolaborator utama dalam kajian ini.
Pasukan ini masih bekerjasama dengan Hubble untuk mengurangkan ketidakpastian dalam pengukuran kadar pengembangan. Instrumen seperti Teleskop Angkasa James Webb dan Teleskop Luar Biasa Eropah mungkin dapat membantu menyempurnakan pengukuran lebih banyak lagi, dan membantu mengatasi masalah yang menarik ini.
