Uuring: universum paisub seniste arusaamade jaoks liiga kiiresti

Astronoomid vaevavad pead mõõtetulemustega, mis viitavad, et universum paisub kiiremini, kui praegune popim kosmoloogiline teooria seda selgitada suudab. Samuti nähtub vaatlusandmetest, et universum on paisunud ajas muutliku kiirusega.
Viimase kümnendi jooksul on pidanud kosmoloogia rinda pistma süveneva kriisiga. Nii Hubble'i kui ka James Webbi kosmoseteleskoobid on näidanud, et universum paisub erineva kiirusega sõltuvalt sellest, kus ja milliste meetoditega astronoomid seda uurivad, vahendab LiveScience.
Hiljuti teadusajakirjas The Astrophysical Journal Letters ilmunud uuring toob välja, et senised kosmoloogiamudelid võivad osutuda vigaseks, mis sunniks kosmoloogilisi mudeleid põhjalikumalt ümber vaatama.
Universumi paisumiskiiruse ehk Hubble'i konstandi arvutamiseks on kaks peamist meetodit. Esimene põhineb kosmilise mikrolaine-taustkiirguse (CMB) mõõtmistel. Tegu on universumi algusaegadest pärineva kiirgusega, mis asus teele hinnanguliselt 380 000 aastat pärast Suurt Pauku.
Teine meetod keskendub muutuva heledusega tähtedele, mida kutsutakse tsefeiidideks. Need on aeglaselt hääbuvad tähed, mille välimised heeliumikihid laienevad ja tõmbuvad kokku, neelates ja kiirates valgust. See paneb nad vilkuma.
Kui tsefeiidid muutuvad heledamaks, on nende vilkumine aeglasem, võimaldades astronoomidel mõõta tähtede tegelikku heledust. Võrreldes seda heledust Maalt vaadeldava heledusega, saab arvutada tähe kauguse. Sinna juurde kasutavad astronoomid Ia-tüüpi supernoovasid, mis plahvatavad alati sama eredalt. See teeb neist suurepärased "standardküünlad" kosmiliste kauguste mõõtmiseks.
Kuna tsefeiidide abil saab mõõta Ia tüüpi supernoovade kaugust, saab neid omakorda kasutada veelgi kaugemate objektide kauguse määramiseks. Üheskoos moodustavad need "kosmilise kauguse redeli" kaks astet, mis võimaldavad astronoomidel vaadata sügavamale universumi minevikku.
Erinevate meetodite mõõtmistulemused ei kattu
Euroopa Kosmoseagentuuri Plancki satelliidiga tehtud CMB mõõtmised näitavad, et Hubble'i konstant on ligikaudu 67 kilomeetrit sekundis megaparseki kohta (km/s/Mpc). See langeb kokku paljude teiste varasemate mõõtmistega, mis vastavad kosmoloogia standardmudelile.
Tsefeiidide kaugusredeli mõõtmised põhjal on aga paisumiskiirus 73 km/s/Mpc, mis on selgelt väljaspool Plancki kosmoseteleskoobiga tehtud mõõtmise veapiire. Nende tulemuste järgi paisub universum palju kiiremini, kui standardmudeli teooria lubab.
Värske uuring tugines andmetele, mis tehti Tumeenergia Spektroskoopilise Instrumendiga (Dark Energy Spectroscopic Instrument - DESI). See seade määrab igakuiselt miljonite galaktikate asukohti, et uurida, kuidas universum selle algusest tänapäevani paisus.
DESI esialgsed andmed andsid kosmoloogia standardmudeli vaatest samuti murettekitava tulemuse – 76,05 km/s/Mpc. Sellega langes see Plancki mõõtmisvea piirides veelgi kaugemale. Kooma galaktikaparve vaatlustel saadud tulemused muutsid pilti aga veelgi kummalisemaks.
DESI hinnangu kinnitamiseks uurisid teadlased 12 erinevat Ia-tüüpi supernoovat, mis asusid üle terve Kooma parve. Nad leidsid, et parv asub Maast umbes 320 miljoni valgusaasta kaugusel, mis langeb kokku viimase poole sajandi mõõtmiste keskmisega. Tänu täpsemale määratlemisele andis aga uuendatud kaugusredel tulemuseks 76,5 km/s/Mpc.
Töö seab sellega kosmoloogilise standardmudeli veelgi hapramale vundamendile. Samas ei suuda astronoomid kokku leppida, mis võiks 40-aastast teooriat täpselt asendada või kuidas olemasolevat mudelit täiendada.
Toimetaja: Rait Piir