Rozszerzanie Wszechświata – szybsze niż myśleliśmy

Kiedy w 1929 r. Edwin Hubble stwierdził, że galaktyki – których istnienie sam zresztą odkrył pięć lat wcześniej – oddalają się coraz szybciej w miarę wzrostu odległości, narodziła się nowoczesna nauka o Wszechświecie. Pochodną tego odkrycia było ustanowienie tzw. stałej Hubble’a. Mówi ona o tym, jak szybko Wszechświat się rozszerza, a dokładnie, o ile kilometrów rośnie co sekundę każdy megaparsek przestrzeni (megaparsek to milion parseków, a parsek to 3,26 lat świetlnych). Początkowo wyznaczano tę stałą na kilkaset kilometrów na sekundę w megaparseku, potem stwierdzono, że wartość ta jest istotnie mniejsza – kilkadziesiąt kilometrów na sekundę. W końcu XX w. badacze zajmujący się gwiazdami supernowymi – czyli bardzo dużymi, które pod koniec swojego krótkiego życia wybuchają – stwierdzili, że gwiazdy te są nieco słabiej widoczne, niżby to wynikało z wcześniejszych obserwacji i wyliczeń, a więc że są dalej niż sądzono. Dotyczyło to szczególnie pewnego typu supernowych o charakterystycznych krzywych blasku, służących za tzw. świece standardowe przy wyznaczaniu znacznych odległości kosmicznych. To z kolei dało uczonym możliwość odkrycia, że Wszechświat rozszerza się coraz szybciej, a tempo jego ekspansji rośnie. Saul Perlmutter, Brian Schmidt i Adam Reiss otrzymali za to odkrycie Nagrodę Nobla w 2011 r. Teraz grupa uczonych skupiona w międzynarodowym programie badawczym H0LiCOW, kierowana przez astrofizyk Sherry Suyu z Instytutu Maxa Plancka w Niemczech, ustaliła z niezwykłą precyzją – i dość niezwykłą metodą – wartość stałej Hubble’a. Wynosi ona 71,9 km na sekundę na megaparsek. To szybciej o kilka kilometrów niż oszacowane dotąd najdokładniej, w 2015 r., przez sondę Planck tempo rozszerzania się Wszechświata. Uczeni z H0LiCOW wyznaczyli wartość stałej Hubble’a z granicą błędu 3,8 proc., co jest wynikiem bardzo dokładnym, zwykle wyznaczanie odległości w kosmosie obarczone jest znacznie większym błędem. Badacze wykorzystali tzw. soczewkę grawitacyjną, by zbadać dokładnie światło przychodzące z bardzo odległego kwazara. Soczewka grawitacyjna to takie zjawisko kosmiczne, w którym światło pochodzące z dalekiego obiektu jest uginane przez duży obiekt znajdujący się bliżej obserwatora, na drodze tego światła. Soczewkami są wielkie galaktyki i gromady galaktyk, których grawitacja ugina przestrzeń, więc światło także, co daje wyraźniejszy i większy obraz badanego obiektu znajdującego się dalej. Zwykle też daje kilka obrazów tego samego obserwowanego obiektu, które są położone dość blisko siebie. Badacze obserwowali w soczewce dużej galaktyki kilka obrazów znajdującego się daleko za nią kwazara, przy czym światło każdego z tych obrazów docierało do nich w nieco innym czasie. I właśnie badanie tych opóźnień dało możliwość ustalenia jak bardzo przestrzeń obserwowanego kosmosu rozszerza się, a to pozwoliło wytyczyć dokładnie stałą Hubble’a. Coraz szybciej Tak dokładne wyznaczenie tempa rozszerzania się daje o wiele lepszy wgląd w to, jak zachowuje się Wszechświat w niedużych i średnich skalach, czyli tzw. Lokalny Wszechświat obserwowany obecnie. Znając tempo ekspansji, uczeni mogą dalej próbować odpowiadać na trudne pytania: dlaczego Wszechświat rozszerza się tak właśnie, co to rozszerzanie wywołuje itd. Badania te dowiodły także, że stała Hubble’a w istocie zmienia się z czasem. Dlatego sonda Planck, badająca bardzo młody Wszechświat, wyznaczyła i