Svetlost supernove koja je putovala 10 milijardi godina da bi stigla do nas dala nam je novo merenje Hablove konstante – brzine ubrzanja kojom se Univerzum širi.
Nazvana SN H0pe, to je jedna od najudaljenijih supernova tipa Ia koje smo ikada videli, a merenja brzine kojom se čini da se povlači dala su Hablovu konstantu od 75,4 kilometara u sekundi po megaparseku.
Ovo nas ostavlja na miru. Mere ranog Univerzuma zasnovane na drugoj metodi koja se naziva ‘standardni lenjir’ imaju tendenciju da daju sporije rezultate od oko 67 kilometara u sekundi po megaparseku.
Dok se SN H0pe pojavljuje kao što je izgledao čitavih 4 milijarde godina nakon Velikog praska, to je mnogo dalje u prošlost od ostalih merenja „standardnih sveća“ u obližnjem Univerzumu, koja su oko 73 kilometra u sekundi po megaparseku – što sugeriše da je napetost je konzistentan u celom vidljivom Univerzumu, koliko možemo da vidimo.
Ovo uzima jedno moguće objašnjenje za napetost sa stola: da se lokalni prostor povlači većom brzinom od udaljenog prostora. Ako jedna tehnika dobije iste rezultate i za udaljeni i za lokalni univerzum, to sugeriše da je H0 manje-više ujednačen.
OK, možemo objasniti. Čitav problem je ova stvar koja se zove Hablova napetost – nerešena neslaganja između rezultata različitih metoda korišćenih za merenje ubrzanog širenja Univerzuma.
Standardni pristup vladara koristi relikvije ranog Univerzuma. To su stvari kao što su kosmička mikrotalasna pozadina ili fosilizovane gustine u distribuciji galaksija koje se nazivaju barion akustične oscilacije.
Standardne sveće, s druge strane, su objekti poznate unutrašnje svetlosti, kao što su promenljive zvezde Cefeida i supernove tipa Ia. Pošto se pretpostavlja da ovi objekti emituju relativno konzistentnu količinu svetlosti, možemo utvrditi koliko su udaljeni merenjem njihove prividne svetlosti.
Ali njihova korisnost je ograničena njihovom razdaljinom – u nekom trenutku postaju previše udaljeni da bi se videli, tako da se obično koriste samo za merenje Hablove konstante u lokalnom univerzumu.
H0pe je mnogo dalji od većine supernova tipa Ia koje možemo videti. To je zato što je uvećano i utrostručeno neobičnošću prostor-vremena poznatom kao gravitaciono sočivo.
Oko masivnog objekta, kao što je galaksija ili jato galaksija, prostor-vreme teži da se krivi; svaka svetlost koja putuje kroz ovu krivinu može se ponoviti i uvećati, slično kao što zakrivljeno staklo uvećava sve što je iza njega.
H0pe, kao što smo objasnili prošle godine kada je otkriveno, nalazi se iza jata galaksija. Kako je svetlost supernove putovala kroz gravitaciono sočivo koje generiše jato, ono se uvećalo i podelilo na tri različite tačke.
„Ovo je slično tome kako trostruko ogledalo predstavlja tri različite slike osobe koja sedi ispred njega. Na Vebovom snimku, ovo je demonstrirano neposredno pred našim očima tako što je srednja slika okrenuta u odnosu na druge dve slike, a Efekat sočiva predviđen teorijom“, kaže kosmolog Brenda Fraj sa Univerziteta u Arizoni.
„Da bi se postigle tri slike, svetlost je putovala duž tri različite putanje. Pošto je svaka putanja imala različitu dužinu, a svetlost je putovala istom brzinom, supernova je snimljena u ovom Vebovom posmatranju u tri različita vremena tokom svoje eksplozije.
„U analogiji sa trostrukim ogledalom, došlo je do vremenskog kašnjenja u kojem je desno ogledalo prikazivalo osobu koja podiže češalj, levo ogledalo je prikazivalo kosu kako se češlja, a srednje ogledalo prikazivalo osobu koja spušta češalj.
Ovo je omogućilo istraživačima da izvrše detaljno merenje Hablove konstante u udaljenom Univerzumu koristeći standardnu tehniku sveće koja se obično primenjuje samo na lokalni univerzum. Rezultat od 75,4 kilometara u sekundi po megaparseku možda neće rešiti napetost, ali sužava objašnjenje.
Hablova napetost je jedan od najvećih problema u kosmologiji. Nije nimalo trivijalno: to će nam reći koliko je veliki i star Univerzum, i dati nam preciznija merenja u prostoru-vremenu u celini.
Astronomi generalno koriste Hablovu konstantu od oko 70 kilometara u sekundi po megaparseku za određivanje udaljenosti do kosmičkih objekata – što je samo procena zasnovana na najboljim podacima koje trenutno imamo.
Rešavanje Hablove tenzije verovatno će biti dostignuće dobitnik Nobelove nagrade. A dobra vest je da se čini da smo sve bliži.
Gravitacioni talasi su nam dali novi alat da pokušamo da ga suzimo – standardnu sirenu. Izvršena su standardna merenja sirene; oni su u blizini i standardnih lenjira i standardnih sveća, tako da još uvek nije ubedljivo, ali sada je samo pitanje vremena.
I još nekoliko zapažanja JVST-a moglo bi da nas odvede tamo. Sa još samo četiri događaja kao što je H0pe, nivo pouzdanosti merenja mogao bi da se poboljša na preko tri sigma. To će biti dobar dan.
Izveštaj o novom merenju je dostavljen The Astrophisical Journal-u i dostupan je na serveru za preprint arKsiv.
