มีบางอย่างไม่ถูกต้องในจักรวาล อย่างน้อยก็ขึ้นอยู่กับนักฟิสิกส์ทุกคนที่รู้ ดาวกาแลคซีหลุมดำและวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ทั้งหมดกำลังพุ่งออกจากกันและกันเร็วขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป การวัดที่ผ่านมาในละแวกใกล้เคียงของจักรวาลพบว่าเอกภพกำลังระเบิดออกไปด้านนอกเร็วกว่าตอนเริ่มต้น ไม่ควรเป็นเช่นนั้นขึ้นอยู่กับตัวอธิบายที่ดีที่สุดของนักวิทยาศาสตร์ของจักรวาล
หากการวัดค่าที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิลนั้นถูกต้องนั่นหมายความว่าโมเดลปัจจุบันไม่มีฟิสิกส์ใหม่ที่สำคัญอย่างเช่นอนุภาคพื้นฐานที่ไม่สามารถนับได้หรือสิ่งแปลกประหลาดที่เกิดขึ้นกับสารลึกลับที่เรียกว่าพลังงานมืด
ในการศึกษาใหม่ตีพิมพ์ในวันที่ 22 มกราคมในวารสารวารสารรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์โลกนักวิทยาศาสตร์ได้วัดค่าคงที่ฮับเบิลในรูปแบบใหม่โดยสิ้นเชิงยืนยันว่าจริงๆแล้วจักรวาลกำลังขยายตัวเร็วกว่าที่มันเคยเป็น วันแรก
"สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้น"
เพื่ออธิบายว่าเอกภพเปลี่ยนจากพลาสม่าซุปเล็ก ๆ ที่ร้อนและหนาแน่นไปสู่พื้นที่กว้างใหญ่ที่เราเห็นในทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอสิ่งที่เรียกว่าแบบจำลองแลมบ์ดาดาร์กแมทเทอร์ (LCDM) แบบจำลองนี้วางข้อ จำกัด เกี่ยวกับคุณสมบัติของสสารมืดชนิดของสสารที่ออกแรงดึงความโน้มถ่วง แต่ไม่มีแสงและพลังงานมืดซึ่งดูเหมือนจะต่อต้านแรงโน้มถ่วง LCDM สามารถสร้างโครงสร้างของกาแลคซีและพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาลได้สำเร็จ - แสงแรกของจักรวาล - รวมทั้งปริมาณของไฮโดรเจนและฮีเลียมในจักรวาล แต่มันไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมจักรวาลถึงขยายตัวเร็วกว่าตอนแรก
นั่นหมายความว่าทั้งรุ่น LCDM ผิดหรือการวัดอัตราการขยายตัว
วิธีการใหม่นี้มีจุดมุ่งหมายที่จะยุติการถกเถียงเรื่องอัตราการขยายตัวในที่สุด Simon Birrer นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียลอสแองเจลิสและผู้เขียนนำในการศึกษาใหม่กล่าวกับ Live Science จนถึงตอนนี้การตรวจวัดอิสระที่เป็นอิสระใหม่ยืนยันถึงความแตกต่างซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการแนะนำฟิสิกส์ใหม่
เพื่อตอกตะปูค่าคงที่ของฮับเบิลก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้วิธีการที่แตกต่างกันหลายวิธี บางคนใช้ซุปเปอร์โนวาในจักรวาลท้องถิ่น (ส่วนที่ใกล้เคียงของจักรวาล) และคนอื่น ๆ อาศัยเซเฟอิดส์หรือดาวประเภทหนึ่งที่เต้นเป็นจังหวะและสั่นไหวเป็นประจำในความสว่าง คนอื่น ๆ ยังได้ศึกษาการแผ่รังสีพื้นหลังของจักรวาล
การวิจัยใหม่ใช้เทคนิคที่เกี่ยวข้องกับแสงจากควาซาร์ - กาแลคซีที่สว่างมากซึ่งขับเคลื่อนโดยหลุมดำขนาดใหญ่ - เพื่อพยายามทำลายเนกไท
"ไม่ว่าการทดลองนั้นจะระมัดระวังแค่ไหนมันอาจมีเอฟเฟกต์บางอย่างที่สร้างขึ้นในเครื่องมือชนิดต่าง ๆ ที่พวกเขาใช้ในการทำการวัดนั้นดังนั้นเมื่อกลุ่มมารวมกันเช่นนี้และใช้ชุดเครื่องมือที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ... และได้รับคำตอบเดียวกันคุณก็สามารถสรุปได้อย่างรวดเร็วว่าคำตอบนั้นไม่ใช่ผลของเทคนิคบางอย่าง "Adam Riess ผู้ได้รับรางวัลโนเบลและนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศและมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกิ้นส์กล่าว “ ฉันคิดว่าความมั่นใจของเราเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่ามีบางอย่างที่น่าสนใจเกิดขึ้น” Riess ผู้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวกับ Live Science
เห็นสองครั้ง
นี่เป็นวิธีการทำงานของเทคนิค: เมื่อแสงจากควาซาร์ผ่านกาแลคซีที่ผ่านการแทรกแซงแรงโน้มถ่วงจากกาแลคซีจะทำให้แสงนั้น "โน้มถ่วงโน้มถ่วง" ก่อนที่จะชนโลก กาแลคซีทำตัวเหมือนเลนส์เพื่อบิดเบือนแสงควาซาร์ไปเป็นสำเนาหลายชุด - โดยทั่วไปแล้วสองหรือสี่ขึ้นอยู่กับการจัดแนวของควาซาร์ที่สัมพันธ์กับกาแลคซี แต่ละสำเนาเหล่านั้นเดินทางไปในเส้นทางที่แตกต่างกันเล็กน้อยรอบกาแลคซี
ควาซาร์มักจะไม่ส่องแสงเหมือนดาวหลายดวงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากวัสดุตกอยู่ในหลุมดำกลางพวกเขาจะเปลี่ยนความสว่างในระดับชั่วโมงเป็นล้าน ๆ ปี ดังนั้นเมื่อภาพของควาซาร์ใส่เลนส์เป็นสำเนาหลายชุดที่มีเส้นทางแสงไม่เท่ากันการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในความสว่างของควาซาร์จะส่งผลให้เกิดการริบหรี่เล็กน้อยระหว่างสำเนาเมื่อแสงจากสำเนาบางชุดใช้เวลานานกว่าในการสัมผัสโลก
จากความคลาดเคลื่อนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้อย่างแม่นยำว่าเรามาจากทั้งควาซาร์และกาแลคซีตัวกลาง ในการคำนวณค่าคงที่ฮับเบิลจากนั้นนักดาราศาสตร์ก็เปรียบเทียบระยะทางกับจุดเปลี่ยนสีแดงของวัตถุหรือการเปลี่ยนความยาวคลื่นของแสงไปทางปลายสีแดงของสเปกตรัม
การศึกษาแสงจากระบบที่สร้างสี่ภาพหรือสำเนาของควาซาร์ได้ทำมาแล้วในอดีต แต่ในกระดาษใหม่ Birrer และผู้ร่วมงานของเขาประสบความสำเร็จในการแสดงให้เห็นว่ามันเป็นไปได้ที่จะวัดค่าคงที่ฮับเบิลจากระบบที่สร้างเพียงสองภาพของควาซาร์ สิ่งนี้จะเพิ่มจำนวนของระบบที่สามารถศึกษาได้อย่างมากซึ่งในที่สุดจะช่วยให้ค่าคงที่ฮับเบิลสามารถวัดได้แม่นยำยิ่งขึ้น
"ภาพควาซาร์ที่ปรากฏขึ้นสี่ครั้งนั้นหายากมาก - อาจมีเพียง 50 ถึง 100 ข้ามท้องฟ้าทั้งหมดและไม่ทั้งหมดที่สว่างพอที่จะวัดได้" Birrer กล่าวกับ Live Science อย่างไรก็ตามระบบที่มีเลนส์เป็นสองเท่านั้นพบได้บ่อยขึ้นโดยใช้ปัจจัยห้าประการ
ผลลัพธ์ใหม่จากระบบเลนส์ทวีคูณรวมกับระบบเลนส์สี่เท่าที่วัดได้ก่อนหน้านี้วางค่าสำหรับค่าคงที่ฮับเบิลที่ 72.5 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะไบต์; นั่นสอดคล้องกับการตรวจวัดเอกภพในท้องที่อื่น ๆ แต่ยังคงสูงกว่าการวัดจากเอกภพที่ห่างไกลประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทคนิคใหม่ถูกนำไปใช้กับระบบมากขึ้นนักวิจัยจะสามารถเห็นความแตกต่างที่แน่นอนระหว่างเอกภพที่ห่างไกล (หรือต้น) และการวัดเอกภพในท้องถิ่น
"กุญแจสำคัญคือไปจากจุดที่เราพูดใช่สิ่งเหล่านี้ไม่เห็นด้วยที่จะมีการวัดที่แม่นยำมากในระดับที่พวกเขาไม่เห็นด้วยเพราะท้ายที่สุดแล้วจะเป็นเบาะแสที่ช่วยให้ ทฤษฎีที่จะบอกสิ่งที่เกิดขึ้น "Riess บอกวิทยาศาสตร์สด
การวัดค่าคงที่ของฮับเบิลอย่างแม่นยำช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจมากกว่าเอกภพที่กำลังแยกตัวออกมาอย่างรวดเร็ว ค่านี้มีความจำเป็นในการกำหนดอายุของจักรวาลและขนาดทางกายภาพของกาแลคซีไกลโพ้น มันยังให้เบาะแสนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับปริมาณของสสารมืดและพลังงานมืดที่นั่น
สำหรับการอธิบายว่าฟิสิกส์แปลกใหม่อาจอธิบายความไม่ตรงกันในการวัดอัตราการขยายตัวได้อย่างไร
