Nová studie zpochybňuje myšlenku o zrychlující se expanze vesmíru
Nový výzkum zpochybňuje představu, že vesmír urychluje svou expanzi. Astronomové z jihokorejské Yonsei University opravili vlivy stáří hvězdných populací na data supernov typu Ia a zjistili, že temná energie může ztrácet na síle, což naznačuje, že vesmír již začal zpomalovat.
Expanze vesmíru možná již není zrychlovaná, jak se dříve myslelo. Nová studie naznačuje, že kosmický růst začal zpomalovat, což vyvolává vážné otázky o jednom z nejzákladnějších předpokladů moderní astronomie. Pozoruhodné výsledky, které byly zveřejněny 6. listopadu, zpochybňují dlouhodobý názor, že tajemná síla – „temná energie“ – tlačí galaxie k vzdalování se od sebe stále rychlejším tempem. Místo toho vědci uvádějí, že nebyly nalezeny žádné jasné důkazy o tom, že expanze je stále urychlovaná. Pokud budou tyto výsledky potvrzeny, mohou změnit chápání vědců o temné energii a přinést nové poznatky o vzniku a osudu vesmíru.
Nový pohled na „kosmické urychlování“
Vedoucí týmu, profesor Young-Wook Lee z Yonsei University, vysvětluje: „Naše studie ukazuje, že vesmír již vstoupil do fáze zpomalující expanze v současné době a že temná energie se vyvíjí mnohem rychleji, než se dříve myslelo. Pokud budou tyto výsledky potvrzeny, bude to významná paradigmata změna v kosmologii od objevení temné energie před 27 lety.“
Po téměř třiceti letech převládal názor, že expanze vesmíru je zrychlovaná a je poháněna temnou energií – tajemnou silou, která odporuje gravitaci. Tento závěr byl založen na měřeních vzdálených supernov typu Ia, na jejichž základě byla udělena Nobelova cena za fyziku v roce 2011.
Nicméně tým z Yonsei našel důkazy, které by mohly zpochybnit tuto základní hypotézu. Ukázalo se, že supernovy typu Ia – považované za „standardní svíčky“ pro měření kosmických vzdáleností – jsou ovlivněny stářím hvězdných populací, které je produkují. I po standardizaci jasnosti, supernovy pocházející z mladších populací byly systematicky slabší, zatímco ty ze starších populací byly jasnější. Z obrovského souboru 300 galaxií vědci potvrdili trend závislosti na stáří s nevídanou statistickou jistotou (99,999 %). Tento objev naznačuje, že slabost vzdálených supernov není dána jen expanzí vesmíru, ale také rozdíly ve vývoji hvězd.
Lepší shoda s jiným kosmologickým modelem
Po opravě „stáří“ se opravená data supernov již neshodovala s standardním modelem ΛCDM (popisujícím urychlovaný vesmír díky kosmologické konstantě). Místo toho mnohem lépe odpovídala modelu preferovanému projektem DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) – rámce založeného na měřeních akustických oscilací obyčejné hmoty (BAO), starověkých „akustických vln“ vzniklých na počátku vesmíru, a na pozorování kosmického mikrovlnného pozadí (CMB).
Opravená data supernov i výsledky BAO+CMB naznačují, že temná energie slábne a vyvíjí se v průběhu času. Důležité je, že když spojili opravená data supernov s BAO a CMB, vědci hlásí, že standardní model ΛCDM byl vyvrácen s velmi vysokou statistickou významností.
Nejvíce překvapivý závěr ze smíšené analýzy: vesmír nyní nezrychluje, ale již přešel do fáze zpomalující expanze. Profesor Lee dodal: „V projektu DESI byly hlavní závěry dosaženy kombinací neupravených dat supernov s měřeními BAO, což vedlo k závěru, že zatímco vesmír se v budoucnu zpomalí, stále urychluje v přítomnosti. Na druhé straně naše analýza – která aplikuje opravu stáří – ukazuje, že vesmír již vstoupil do fáze zpomalení nyní.“
Vědecký tým z Yonsei v současnosti provádí „test bez evoluce“, který používá pouze supernovy z mladých a středních galaxií přes celé spektrum červeného posunu. První výsledky již podporují hlavní závěr. „Během příštích pěti let, jak observatoř Vera C. Rubin objeví více než 20 000 nových galaxií s ukládáním supernov, přesná měření stáří poskytnou solidní a rozhodující test pro kosmologii supernov,“ uvedl profesor Chul Chong, hlavní spoluautor studie spolu s doktorandem Junhyeok Sonem.
Na observatoři Vera C. Rubin, umístěné na vrcholu Andských hor v Chile, se nachází nejvýkonnější digitální kamera na světě. Ta zahájila svou vědeckou činnost letos a bude zodpovídat za základní otázky o naší sluneční soustavě a širokém vesmíru. Po Velkém třesku a rychlé expanze před přibližně 13,8 miliardami let, gravitace zpomalila expanzi, ale v roce 1998 bylo zjištěno, že po devíti miliardách let od začátku vesmíru se expanze opět začala zrychlovat – jev, který byl přisuzován temné energii.
Hloubková záhada temné energie
Astronomové zavedli pojem „temná energie“ – komponentu, která tvoří přibližně 70 % obsahu vesmíru – ale její přesná povaha zůstává jednou z velkých vědeckých záhad. V loňském roce naznačily údaje DESI (z Tucsonu, Arizona), že síla, kterou temná energie vyvíjí, se v průběhu času mění – a od té doby se nahromadily další důkazy. Naděje spočívá v tom, že pomocí těchto nových nástrojů se astronomové mohou přiblížit k pochopení podstaty temné energie a toho, jak formuje vesmír.
