Astronomi ustvarili najbolj obsežen katalog galaksij

Kako staro je naše vesolje in kakšna je njegova velikost? Skupina raziskovalcev pod vodstvom astronomov Manoi Brenta Tullyja in Ehsana Kourkchija z Inštituta za astronomijo na Univerzi Havaji je zbrala doslej največjo zbirko zelo natančnih razdalj galaksij, imenovano Cosmicflows-4. Z osmimi različnimi metodami so izmerili razdalje do kar 56.000 galaksij.

Astronomi lahko izmerijo razdalje galaksij

Galaksije, kot je Mlinska cesta, so gradniki vesolja, vsako od njih sestavlja do nekaj sto milijard zvezd. Galaksije zunaj naše neposredne bližine hitijo stran, hitreje, če so bolj oddaljene, kar je posledica širjenja vesolja, ki se je začelo v trenutku velikega poka. Meritve razdalj galaksij skupaj s podatki o njihovih hitrostih oddaljevanja od nas določajo obseg vesolja in čas, ki je pretekel od njegovega nastanka.

»Odkar so pred sto leti galaksije prepoznali kot ločene od Mlečne ceste, so astronomi poskušali izmeriti njihove razdalje,« je dejal Tully. »Zdaj lahko s kombinacijo naših natančnejših in bogatejših orodij z natančnostjo nekaj odstotkov izmerimo razdalje galaksij in s tem povezano hitrost širjenja vesolja ter čas, ki je minil od nastanka vesolja.«

Iz novo objavljenih meritev so raziskovalci izpeljali hitrost širjenja vesolja, imenovano Hubblova konstanta ali H0. Študija ekipe daje vrednost H0 = 75 kilometrov na sekundo na megaparsek ali Mpc (1 megaparsek = 3,26 milijona svetlobnih let), z zelo majhno statistično negotovostjo približno 1,5 odstotka.

Obstaja več načinov merjenja razdalj med galaksijami. Na splošno se posamezni raziskovalci osredotočajo na posamezno metodo. Program Cosmicflows, ki sta ga vodila Tully in Kourkchi, vključuje njuno izvirno gradivo iz dveh metod, poleg tega pa vključuje informacije iz številnih prejšnjih študij. Ker Cosmicflows-4 vključuje razdalje, pridobljene z različnimi neodvisnimi, različnimi ocenami razdalj, bi morale medsebojne primerjave ublažiti veliko sistematično napako.

Kozmična dilema

Astronomi so sestavili okvir, ki kaže, da je starost vesolja nekaj več kot 13 milijard let, vendar se je v podrobnostih pojavila zelo pomembna dilema.

Fizika razvoja vesolja, ki temelji na standardnem kozmološkem modelu, napoveduje H0=67,5 km/s/Mpc z negotovostjo 1 km/s/Mpc. Razlika med izmerjeno in napovedano vrednostjo Hubblove konstante je 7,5 km/s/Mpc – veliko večja, kot bi lahko pričakovali glede na statistične negotovosti. Ali gre za temeljno težavo pri našem razumevanju fizike vesolja ali pa je v meritvah razdalj galaksij skrita sistematična napaka.

Dodatne študije o širjenju vesolja

Cosmicflows-4 se uporablja tudi za preučevanje, kako se galaksije premikajo posamično, poleg tega, da tečejo s splošnim širjenjem vesolja. Odstopanja od gladkega širjenja so posledica gravitacijskih vplivov skupkov snovi v razponu od naše Zemlje in Sonca do skupkov galaksij v razponu pol milijarde svetlobnih let. Skrivnostna temna snov je prevladujoča sestavina na večjih ravneh. Z znanjem o gibanju galaksij kot odzivu na maso, ki jih obdaja, lahko poustvarimo orbite, po katerih se galaksije gibljejo od svojega nastanka, kar nam omogoča boljše razumevanje tega, kako so se skozi eone časa oblikovale ogromne strukture vesolja, v katerih prevladuje temna snov.

Tilen Kemperle

Novinar