Vesmír sa rozpína čoraz rýchlejšie. Vedci stále nevedia, čo toto zrýchľovanie spôsobuje
Vedci preverili pochybnosti o zrýchľovaní vesmíru. Nová analýza supernov potvrdzuje, že rozpínanie vesmíru sa naozaj zrýchľuje, no temná energia zostáva záhadou.
Ešte nedávno sa zdalo, že astronómovia možno budú musieť prehodnotiť jeden zo základných poznatkov o našom vesmíre. Nová analýza však prináša upokojenie. Medzinárodný tím vedcov z Royal Astronomical Society, vrátane dvoch nositeľov Nobelovej ceny dospel k záveru, že rozpínanie vesmíru skutočne zrýchľuje. Problém teda podľa nich neleží v samotnom meraní, ale v interpretácii starších údajov.
Vesmír sa podľa súčasného kozmologického modelu nerozpína konštantnou rýchlosťou. Jeho rozpínanie sa zrýchľuje a vedci tento jav pripisujú takzvanej temnej energii. Práve tá patrí medzi najväčšie záhady modernej fyziky. Vieme, že jej účinky sa prejavujú v správaní vesmíru, no stále presne nevieme, čo temná energia vlastne je.
Do tejto situácie minulý rok vniesla poriadny zmätok štúdia juhokórejských vedcov. Jej výsledky naznačili, že vesmír sa možno nerozpína zrýchlene. Podľa ich interpretácie mohol dokonca prejsť do fázy, v ktorej sa jeho rozpínanie spomaľuje. Takýto výsledok by mal výrazné dôsledky pre naše chápanie vývoja vesmíru. Nová práca publikovaná v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society však túto interpretáciu spochybňuje.
Všetko sa začalo pri explóziách hviezd
Kľúčovú úlohu v celom príbehu zohrávajú supernovy typu Ia. Ide o mimoriadne jasné explózie bielych trpaslíkov, ktoré astronómovia využívajú ako takzvané štandardné sviečky. Ich význam spočíva v tom, že vedci dokážu pomerne dobre odhadnúť ich skutočnú jasnosť. Keď potom porovnajú túto hodnotu s tým, ako jasne supernovu vidíme zo Zeme, môžu vypočítať, ako ďaleko od nás sa nachádza.
Práve pozorovania týchto explózií viedli k jednému z najvýznamnejších objavov modernej kozmológie. Astronómovia zistili, že vzdialené objekty sa od nás vzďaľujú spôsobom, ktorý naznačuje zrýchľovanie rozpínania vesmíru. Za tento objav získali v roku 2011 Nobelovu cenu za fyziku Saul Perlmutter, Brian Schmidt a Adam Riess.
Neprehliadni
Juhokórejská štúdia však upozornila na možný problém. Jej autori tvrdili, že supernovy typu Ia nemusia mať úplne rovnaké vlastnosti. Ich maximálna jasnosť môže podľa nich súvisieť s vekom hviezd, ktoré sa nachádzajú v ich hostiteľských galaxiách.
Ak by to platilo a astronómovia by tento rozdiel správne nezohľadnili, mohlo by to skresliť výpočty vzdialenosti supernov. Výsledkom by následne mohol byť aj nesprávny záver o zrýchľovaní vesmíru.
Tím vedený výskumníkmi z University of Southampton sa preto na celý problém pozrel podrobnejšie. V štúdii sa nachádzajú aj Adam Riess a Brian Schmidt, teda dvaja z vedcov, ktorí za objav zrýchľujúceho sa rozpínania vesmíru dostali Nobelovu cenu. Vedci podľa vlastných zistení odhalili chybu v spôsobe, akým juhokórejský tím určoval vek hviezd. Konkrétne upozornili na predpoklad, že vek celej galaxie možno automaticky považovať za vek konkrétnej hviezdy, ktorá neskôr explodovala ako supernova.
To však nemusí sedieť. Galaxia môže obsahovať hviezdy rôzneho veku, takže samotný vek galaxie nemusí presne hovoriť, koľko rokov mala hviezda zodpovedná za pozorovanú explóziu. Nová analýza navyše poukázala na ďalší problém. Juhokórejská štúdia podľa autorov nezohľadnila hmotnosť hostiteľských galaxií spôsobom, ktorý dnes kozmológovia štandardne používajú pri podobných meraniach. Keď vedci tieto faktory zahrnuli do analýzy, dôkaz o zrýchľujúcom sa rozpínaní vesmíru zostal.
„Predchádzajúce a dobre overené merania boli v skutočnosti v poriadku a naše súčasné chápanie osudu vesmíru zostáva pevné,“ uviedol hlavný autor štúdie Phil Wiseman z University of Southampton.
Zároveň však upozornil, že tým nezmizla najväčšia otázka celého problému. Vedci stále nevedia, prečo sa rozpínanie vesmíru zrýchľuje.
Temná energia zostáva záhadou
Nové výsledky teda neznamenajú, že astronómovia už poznajú odpoveď na otázku, čo zrýchľovanie vesmíru spôsobuje. Skôr odstránili jednu z vážnych pochybností o samotnom pozorovaní.
Súčasný model počíta s existenciou temnej energie, ktorá má pôsobiť proti gravitácii a prispievať k zrýchľovaniu kozmického rozpínania. Jej skutočná povaha však zostáva nejasná. Vedci zatiaľ nevedia, či ide o vlastnosť samotného priestoru, nový druh fyzikálneho poľa alebo niečo, čo súčasné teórie ešte vôbec nepopisujú.
Adam Riess zdôraznil, že podobné tvrdenia si zaslúžia mimoriadne dôkladné overenie.
„Keď kalibrujeme tieto supernovy a zohľadníme rozdielne prostredie a populácie ich hostiteľských galaxií, dôkazy o kozmickom zrýchľovaní zostávajú pozoruhodne konzistentné,“ povedal.
Celý prípad zároveň ukazuje, prečo má vedecká diskusia význam aj vtedy, keď sa nová hypotéza napokon nepotvrdí. Pôvodná štúdia prinútila vedcov opäť preveriť predpoklady, na ktorých stoja merania supernov typu Ia. A práve to môže priniesť ďalšie poznatky. Výskumníci sa totiž môžu lepšie pozrieť na samotné explózie bielych trpaslíkov a na to, ako vlastnosti ich hostiteľských galaxií ovplyvňujú merania.
Zatiaľ teda všetko naznačuje, že vesmír sa naozaj rozpína čoraz rýchlejšie. Otázka, čo presne toto zrýchľovanie spôsobuje, však zostáva otvorená a práve tá môže astronómom zamestnať hlavu ešte poriadne dlho.
