Kozmikus sebességek nyomában
A jelenlegi tudásunk szerint az univerzum tágulási sebessége körülbelül 73 kilométer per szekundum megaparszekenként (km/s/Mpc) – ezt hívjuk Hubble-állandónak. Ezt az értéket eddig szinte kizárólag ún. távolságlétrák segítségével számították ki, vagyis tipikus, fényerejük alapján jól ismert kozmikus jelzőfényeket – szupernóvákat és cefeida-csillagokat – használtak összehasonlítási alapnak. Ezek a módszerek azonban mindig tartogattak kérdőjeleket, így minden finomítás, új ötlet kapóra jön a szakmának.
Most Kenneth Wong és Eric Paic, a Tokiói Egyetem korai világegyetemmel foglalkozó kutatócsoportjából, forradalmi ötlettel álltak elő: az időbeli késleltetéses kozmográfia alkalmazásával függetleníteni tudják magukat a régi távolságlétráktól, és teljesen új nézőpontból vizsgálják a világmindenséget.
Időbeli késleltetéses kozmográfia: így működik az univerzum traffipaxa
Az új módszer lényege, hogy egy hatalmas galaxis gravitációja elhajlítja a mögötte lévő kvazárok fényét, így több torzított változatban is láthatjuk ugyanazt a távoli objektumot – ezen a jelenségen alapul a gravitációs lencsehatás. A látott kép úgy torzul, hogy ugyanazt a változást kicsit eltérő időben érzékeljük ezekben az egymás mellett megjelenő képekben, mert a fénysugarak különböző utakat tettek meg hozzánk. Az eltérések pontos mérésével, valamint a lencséző galaxis tömegének eloszlásából nyert információval meglepően pontosan meghatározható, milyen gyorsan távolodnak tőlünk a világegyetem távoli részei. A most meghatározott Hubble-állandó gyakorlatilag egybeesik a többi, független méréssel.
Hubble-feszültség: még mindig rejtély
De vajon miért ennyire fontos megmérni ezt a számot? A válasz a világegyetem történetének egyik legnagyobb rejtélyéhez, az úgynevezett Hubble-feszültséghez vezet. A közelünkben mért 73 km/s/Mpc érték szemben áll az ősrobbanás után visszamaradt mikrohullámú háttérsugárzás alapján becsült 67 km/s/Mpc adattal. Ez az eltérés nem csupán laborhibán múlik: a kutatók szerint itt akár új fizikai törvényszerűségekre is bukkanhatunk, ha kizárjuk a mérési tévedéseket. A mostani eredmények közelebb állnak a jelenkori becslésekhez, és ezzel erősítik azt a nézetet, hogy itt valóban ismeretlen fizikai jelenség bújhat meg a háttérben.
A pontosság javítása és a tudomány csapatjátéka
Ráadásul a módszer független bármilyen korábbi mérési hibától, azaz teljesen új alapokra helyezi a vitát. A jelenlegi kutatás nyolc nagy galaxis és az általuk lencsézett kvazárok adataiból dolgozott, a legmodernebb űrteleszkópok (például a James Webb-űrteleszkóp [James Webb Space Telescope]) segítségével, kiegészítve földi távcsövekkel. A cél a minta bővítése és a mérési bizonytalanságok további csökkentése – már most is 4,5 százalékos pontosságnál tartanak, de 1–2 százalék köré is le szeretnék szorítani ezt az arányt.
Mindez mögött komoly erők munkálnak: független kutatócsoportok hosszú éveken át tartó együttműködése, közös adatfelülvizsgálatok és nagy nemzetközi összefogás kellett ahhoz, hogy a Hubble-feszültség kérdésének végére pont kerüljön. Így talán végleg eldőlhet, hogy az univerzum valóban rejt-e magában ismeretlen természeti törvényt, vagy mindössze a mérési módszereink hiányosságairól van szó.
