Kryzys kosmiczny
Jeden z dwóch wyników różnych pomiarów tempa rozszerzania się wszechświata musi być błędny - ale który?
Na początku XXI wieku standardowy model kosmologiczny wydawał się kompletny. Zawiera wiele tajemnic - oczywiście także obfitujących w żyzne tereny do dalszych badań - zdecydowanie. Ale ogólnie wszystko było w „kupie”: około dwie trzecie wszechświata to ciemna energia (tajemnicza rzecz, która przyspiesza jej ekspansję), około jednej czwartej to ciemna materia (tajemnicza rzecz, która determinuje rozwój jego struktury), i 4% lub 5% to „zwykła” materia (to znaczy to, co my, planety, gwiazdy, galaktyki i wszystko, co zawsze uważaliśmy, nie licząc ostatnich kilku dekad, za kompletny wszechświat). To była logiczna całość.
...Nie tak szybko. A ściślej mówiąc, zbyt szybko!
W ostatnich latach nastąpiła rozbieżność między dwoma sposobami pomiaru tempa rozszerzania się wszechświata - wielkością znaną jako Stała Hubble'a (H0) jest oznaczony. Metoda, która polegała na rozpoczęciu od pomiarów we współczesnym Wszechświecie i powrocie do wcześniejszych i wcześniejszych etapów, konsekwentnie dawała wartość H0. Jednak pomiary, które rozpoczęły się na najwcześniejszych etapach wszechświata i sięgały czasów współczesnych, konsekwentnie dostarczały też innej wartości - takiej, która pokazuje, że wszechświat rozszerza się szybciej, niż myśleliśmy.
Źródło obrazu: Pixelbay
Różnica jest ilościowo niewielka, ale wraz ze wzrostem subtelnych różnic ilościowych w czasoprzestrzeni wszechświata może okazać się kosmologicznie znacząca. Znajomość aktualnej wartości tempa rozszerzania się wszechświata pozwala kosmologom na ekstrapolację w przeszłość w celu określenia wieku Wszechświata. Kosmolodzy mogą również dokonać ekstrapolacji w przyszłość i określić, kiedy zgodnie z obecną teorią przestrzeń między galaktykami stanie się tak duża, że będzie wyglądać jak kompletna pustka wokół naszego bezpośredniego otoczenia. Prawidłowa wartość H0 może nawet pomóc wyjaśnić, czym jest ciemna energia, która przyspiesza ekspansję.
Na razie pomiary rozpoczynające się we wczesnym Wszechświecie i posuwające się naprzód dadzą jedną wartość H0, podczas gdy pomiary rozpoczynające się we współczesnym Wszechświecie i cofające się dadzą inną. Takie sytuacje nie są rzadkością w nauce. Różnice znikają po dokładniejszej analizie - i przez ostatnią dekadę kosmolodzy mieli nadzieję, że tak będzie w przypadku obecnego problemu. Jednak z każdym rokiem rozbieżność pogłębia się i coraz trudniej jest kwestionować kolejne pomiary. Obecnie istnieje pewien konsensus w tej sprawie.
Nikt nie wierzy, że Standardowy Model Kosmologiczny jest całkowicie błędny. Ale coś jest nie tak - może w obserwacjach, a może w ich interpretacji. Ale oba scenariusze wydają się mało prawdopodobne. Pozostaje ostatnia możliwość - równie nieprawdopodobna, ale coraz mniej niedopuszczalna: coś jest nie tak z samym modelem kosmologicznym.