Constanta Hubble este o unitate care descrie cât de rapid se extinde universul la distanțe diferite de un anumit punct din spațiu. Este una dintre pietrele cheie în înțelegerea evoluției universului nostru, iar cercetătorii sunt supuși unei dezbateri asupra adevăratei sale valori.
Cum a fost descoperită constanta Hubble
Constanta Hubble a fost calculată pentru prima dată în anii 1920, de către astronomul american Edwin Hubble. El a descoperit că obiectele cerești neplăcute, precum norul, erau galaxii îndepărtate, așezate în afara propriei noastre galaxii de pe Calea Lactee, potrivit NASA.
Anterior, astronomul american Henrietta Leavitt a arătat că stelele speciale numite variabile Cepheid, a căror luminozitate crește și scade în mod regulat, a avut o corelație strânsă între perioada variației și luminozitatea lor intrinsecă. Cunoscând cât de strălucitor este cu adevărat un Cefeid și cât de slabă a apărut lumina sa când a fost văzut de pe Pământ, Hubble a reușit să depășească distanța Cefeidului.
Ceea ce a găsit Hubble a fost remarcabil. Toate galaxiile din univers păreau să se îndepărteze de planeta noastră. Mai mult, cu cât o galaxie era mai îndepărtată, cu atât aceasta era mai rapidă. Această observație, pe care Hubble a făcut-o în 1929, a devenit baza pentru ceea ce este cunoscută sub numele de legea lui Hubble, care afirmă că există o relație între distanța pe care un obiect în cosmos este de la noi și viteza cu care acesta se retrage, potrivit unui explicator de la Universitatea Cornell.
Apropo, Pământul nu este într-un anumit loc privilegiat în centrul universului. Orice observator din orice loc al cosmosului va vedea că entitățile cerești se îndepărtează într-un ritm care crește odată cu distanța.
Folosind datele sale, Hubble a încercat să estimeze constanta care îi poartă numele, venind cu o valoare de aproximativ 342.000 mph pe milion de ani lumină, sau 501 kilometri pe secundă pe megaparsec (Mpc) în unitățile cosmologilor. (Un megaparsec este egal cu 3,26 milioane de ani-lumină.) Tehnicile moderne mai precise au perfecționat această măsurare inițială și au arătat că era de aproximativ 10 ori prea mare.
De ce constanta Hubble se schimbă
Dar exact cât de mult Hubble a fost oprit rămâne o problemă. În anii 90, astronomii au descoperit că supernovele îndepărtate erau mai slabe și, prin urmare, mai departe de ceea ce bănuiseră anterior. Această constatare a indicat că universul nu numai că se extindea, ci și se accelera în expansiunea sa. Rezultatul a necesitat adăugarea de energie întunecată - o forță misterioasă care împinge totul în cosmos în afară - în modelele cosmologilor de univers.
După această surpriză, cercetătorii au încercat să reducă viteza accelerării cosmice, pentru a-și da seama cum a început și a evoluat universul și care va fi destinul său final. Datele din variabilele Cepheid și alte surse astrofizice au calculat constantă Hubble la 50400 mph pe milion de ani-lumină (73,4 km / s / Mpc) în 2016.
Dar un număr alternativ a fost obținut folosind informații din satelitul Planck al Agenției Spațiale Europene. Nava spațială a petrecut ultimii 10 ani făcând măsurători ale fundalului cosmic cu microunde - un ecou din Big Bang care conține date despre parametrii de bază ai universului. Planck a constatat că constanta Hubble a fost de 46200 mph pe milion de ani-lumină (67,4 km / s / Mpc) în 2018.
Cele două valori s-ar putea să nu pară foarte diferite. Dar fiecare este extraordinar de precis și nu conțin nicio suprapunere între barele lor de eroare. Dacă estimarea Cepheid este greșită, înseamnă că toate măsurătorile de distanță ale astronomilor au fost incorecte încă din zilele lui Hubble. Dacă a doua estimare este greșită, atunci noua și exotica fizică ar trebui introdusă în modelele fizicienilor din univers. Până în prezent, niciuna echipă de oameni de știință care au stabilit numerele nu a fost dispusă să admită nicio greșeală majoră de măsurare.
În iulie 2019, astronomii au folosit o nouă tehnică pentru a veni cu un nou calcul al constantei Hubble. Cercetătorii au studiat lumina stelelor uriașe roșii, care ating toate aceeași luminozitate maximă la sfârșitul vieții. Acest lucru înseamnă că, la fel ca și cu Cefeidii, astronomii pot privi cum apar stelele uriașe roșii slabe de pe Pământ și estimează distanța lor. Noua valoare se situa chiar între cele două vechi - 47.300 km / h pe milion de ani-lumină (69,8 km / s / Mpc) - însă oamenii de știință nu au declarat încă victoria.
"Am vrut să facem un tiebreaker", a declarat Barry Madore, astronom la Universitatea din Chicago și membru al echipei care a făcut ultima măsurare, pentru Live Science. "Dar nu a spus că această parte sau partea este corectă. S-a spus că era mult mai înclinat decât toată lumea credea înainte."
Dezbaterea continuă. Unii au sugerat că Interferometrul Laser Gravitational-Wave Observatory (LIGO), care privește ondulările din materialul spațiu-timp realizat de stelele de neutroni îndepărtate care se prăbușesc între ele, ar putea oferi un alt punct de date independent. Alții se uită la lentile gravitaționale, care apare atunci când obiectele extrem de masive se îndoaie și se distrug spațiul-timp ca o lupă, oferind o privire către entitățile și mai departe, pentru a clarifica discrepanța. În momentul de față, nimeni nu este foarte sigur unde și când va apărea răspunsul final despre constanta Hubble.
