Jeden z pilierov kozmológie sa znovu otriasol. Nové meranie rozpínania vesmíru nesedí s teóriou
Nové meranie Hubbleovej konštanty opäť ukázalo, že vesmír sa dnes rozpína rýchlejšie, než predpovedá model vychádzajúci z reliktného žiarenia. Rozpor je už taký presný, že vedci začínajú hovoriť o možnej novej fyzike.
Vesmír je záhadný priestor. Nevieme, kde sa končí, či vôbec nejaký koniec má, ani v čom sa vlastne nachádza. Zatiaľ sa pohybujeme na hranici toho, čo dokážeme pochopiť, a je dosť možné, že ešte dlho aj budeme. Samozrejme, pokiaľ sa nestane niečo zásadné a ľudstvo ako druh nezmizne z povrchu Zeme skôr, než sa k odpovediam vôbec dostane.
Vedcov už niekoľko desaťročí trápi Hubbleova konštanta. Ide o údaj, ktorý opisuje, akou rýchlosťou sa rozpína vesmír. Na prvý pohľad to môže znieť ako banalita. Veď astronómovia majú k dispozícii špičkové teleskopy, presné detektory a výpočtové modely. Lenže práve tu je problém. Existuje viacero ciest, ako túto hodnotu zmerať, a výsledky sa stále rozchádzajú. Kým jedna metóda sa opiera o priame merania takzvaných štandardných sviečok, druhá vychádza z pozorovania veľmi raného vesmíru. Medzi štandardné sviečky patria napríklad pulzujúce hviezdy typu cefeida, červení obri a supernovy typu Ia.
Druhou najpoužívanejšou cestou je meranie reliktného žiarenia. Ide o pozostatok po Veľkom tresku, teda o slabé mikrovlnné žiarenie, ktoré vyplňuje celý vesmír. Práve z neho vedci odvodzujú, akou rýchlosťou by sa mal vesmír rozpínať dnes, ak platí štandardný kozmologický model. A práve tu sa začína problém. To, čo vychádza z raného vesmíru, sa nezhoduje s tým, čo vidíme pri priamych meraniach v jeho dnešnej podobe.
Metódy neprinášajú rovnaké výsledky
A práve tu sa dostávame k jadru problému. Obe cesty by mali viesť k rovnakej hodnote, no nevedú. Pozorovania blízkeho vesmíru naznačujú rýchlosť okolo 73 kilometrov za sekundu na megaparsek. Naopak, výpočty vychádzajúce z raného vesmíru sa držia približne pri hodnote 67 až 68. Na prvý pohľad ide len o malý rozdiel. Lenže v kozmológii je to veľký problém, ktorý nemožno len tak odsunúť bokom. Tento rozpor je dnes známy ako Hubbleovo napätie, po anglicky Hubble tension.
Tu prichádza na rad skupina vedcov, ktorá svoj výsledok zverejnila aj v časopise Astronomy & Astrophysics. Výskumníkom sa podarilo stanoviť zatiaľ najpresnejšie priame lokálne meranie Hubbleovej konštanty na úrovni 73,50 ± 0,81 km/s/Mpc. Inými slovami, ide o odhad rýchlosti rozpínania dnešného, blízkeho vesmíru založený na priamych pozorovaniach objektov, ktoré od nás nie sú na úplnom okraji kozmu. Presnosť sa dostala na úroveň niečo vyše jedného percenta, čo je pri takto náročných meraniach mimoriadne silný výsledok. Tento odhad vznikol ako súčasť medzinárodného projektu, ktorý odštartoval workshop ISSI v Berne v marci 2025 pod symbolickým názvom „What’s under the H0od?“. Názov je slovnou hračkou a voľne sa dá chápať ako otázka, čo sa vlastne skrýva „pod kapotou“ nášho vesmíru.
Neprehliadni
Vedci sa tentoraz rozhodli nespoliehať len na jednu metódu, ale skombinovať ich viac. Vytvorili tak prepojenú „sieť vzdialeností“, teda systém, v ktorom sa jednotlivé techniky navzájom kontrolujú a dopĺňajú. Táto sieť prepája merania pulzujúcich hviezd typu cefeida, červených obrov, supernov typu Ia a ďalších ukazovateľov vzdialeností. Každá z týchto metód sleduje iný typ objektov, no spolu vytvárajú oveľa robustnejší obraz, než keby sa vedci spoliehali len na jednu jedinú cestu. Aj keď niektoré techniky z analýzy vynechali, výsledok sa zmenil len minimálne. A práve to dáva tomuto zisteniu mimoriadnu váhu.
Otázkou ostáva, prečo je to tak
„Naša analýza prakticky vylučuje, že by Hubbleovo napätie vzniklo kvôli jednej prehliadnutej chybe v lokálnych meraniach vzdialeností,“ uvádzajú autori štúdie. „Ak je tento rozpor reálny, ako čoraz viac dôkazov naznačuje, môže ísť o stopu novej fyziky, teda o niečo, čo presahuje štandardný kozmologický model.“
Novovytvorená sieť vzdialeností tak otvára dvere ešte presnejším testom. Dáta aj metodika sú verejne dostupné, takže na tomto základe môžu stavať ďalšie tímy. Očakáva sa, že nové observatóriá prinesú v najbližších rokoch ešte presnejšie merania. Otázkou zostáva, či sa tým podarí vyriešiť spor medzi obrazom raného vesmíru a tým, čo pozorujeme dnes. Alebo sa naopak ukáže, že za týmto rozporom naozaj stojí fyzika, ktorú zatiaľ nepoznáme. Práve preto ide dnes o jednu z najväčších otázok modernej astronómie.
Každopádne, tento výsledok už vedci nemôžu prehliadať. Štandardný model kozmológie, ktorý opisuje vývoj vesmíru od Veľkého tresku, stojí na súbore známych zákonov a parametrov. Napríklad na tom, ako sa správa gravitácia, hmota či temná energia. Ak sa však ukáže, že tento model nie je úplný, potom aj dnešná expanzia vesmíru môže byť signálom, že v našich rovniciach niečo chýba. A práve to je na tom celé najzaujímavejšie. Možno nejde o chybu merania. Možno sa pozeráme na trhlinu v našom chápaní vesmíru.
