Κάτι συμβαίνει στην κοσμολογία που μπορεί να μας αναγκάσει να ξαναγράψουμε μερικά βιβλία. Όλα επικεντρώνονται στη μέτρηση της επέκτασης του Σύμπαντος, η οποία είναι, προφανώς, ένα πολύ σημαντικό μέρος της κατανόησής μας για τον Κόσμο.
Η επέκταση του Σύμπαντος ρυθμίζεται από δύο πράγματα: τη Σκοτεινή Ενέργεια και το Σκοτάδι. Είναι σαν το γιν και το Γιανγκ του Κόσμου. Το ένα οδηγεί την επέκταση, ενώ το ένα βάζει τα φρένα στην επέκταση. Το Dark Energy ωθεί το σύμπαν να επεκτείνεται συνεχώς, ενώ το Dark Matter παρέχει τη βαρύτητα που καθυστερεί την επέκταση. Και μέχρι τώρα, η Σκοτεινή Ενέργεια φαίνεται να είναι μια σταθερή δύναμη, που δεν ταλαντεύεται ποτέ.
Πώς είναι γνωστό αυτό; Λοιπόν, το Cosmic Microwave Background (CMB) είναι ένας τρόπος μέτρησης της επέκτασης. Το CMB είναι σαν ηχώ από τις πρώτες μέρες του Σύμπαντος. Είναι τα στοιχεία που άφησαν πίσω από τη στιγμή περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang, όταν σταθεροποιήθηκε ο ρυθμός επέκτασης του Σύμπαντος. Το CMB είναι η πηγή για τα περισσότερα από αυτά που γνωρίζουμε για τη Σκοτεινή Ενέργεια και το Σκοτεινό Θέμα. (Μπορείτε να ακούσετε το CMB μόνοι σας ενεργοποιώντας ένα οικιακό ραδιόφωνο και συντονίζοντας το στατικό. Ένα μικρό ποσοστό αυτής της στατικής προέρχεται από το CMB. Είναι σαν να ακούτε την ηχώ του Big Bang.)
Το CMB έχει μετρηθεί και μελετηθεί αρκετά καλά, κυρίως από το Παρατηρητήριο Planck του ESA και από το Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Το Planck, ειδικότερα, μας έδωσε ένα στιγμιότυπο του πρώιμου Σύμπαντος που επέτρεψε στους κοσμολόγους να προβλέψουν την επέκταση του Σύμπαντος. Όμως η κατανόησή μας για την επέκταση του Σύμπαντος δεν προέρχεται μόνο από τη μελέτη του CMB, αλλά και από το Constant του Hubble.
Το Constant του Hubble πήρε το όνομά του από τον Edwin Hubble, έναν Αμερικανό αστρονόμο που παρατήρησε ότι η ταχύτητα επέκτασης των γαλαξιών μπορεί να επιβεβαιωθεί από την κόκκινη αλλαγή τους. Ο Χαμπλ παρατήρησε επίσης τα μεταβλητά αστέρια Cepheid, έναν τύπο τυπικού κεριού που μας παρέχει αξιόπιστες μετρήσεις αποστάσεων μεταξύ γαλαξιών. Συνδυάζοντας τις δύο παρατηρήσεις, την ταχύτητα και την απόσταση, απέδωσε μια μέτρηση για την επέκταση του Σύμπαντος.
Έτσι, είχαμε δύο τρόπους για να μετρήσουμε την επέκταση του Σύμπαντος, και συμφωνούν ως επί το πλείστον μεταξύ τους. Υπήρξαν αποκλίσεις μεταξύ των δύο από μερικές εκατοστιαίες μονάδες, αλλά αυτό ήταν εντός του πεδίου των σφαλμάτων μέτρησης.
Αλλά τώρα κάτι έχει αλλάξει.
Σε μια νέα εφημερίδα, ο Δρ Adam Riess του Πανεπιστημίου Johns Hopkins και η ομάδα του, ανέφεραν μια πιο αυστηρή μέτρηση της επέκτασης του Σύμπαντος. Ο Riess και η ομάδα του χρησιμοποίησαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble για να παρατηρήσουν 18 τυπικά κεριά στους γαλαξίες τους και έχουν μειώσει μέρος της αβεβαιότητας που υπάρχει στις προηγούμενες μελέτες τυπικών κεριών.
Το αποτέλεσμα αυτής της πιο ακριβούς μέτρησης είναι ότι η σταθερά Hubble έχει βελτιωθεί. Και αυτό, με τη σειρά του, αύξησε τη διαφορά μεταξύ των δύο τρόπων μέτρησης της επέκτασης του Σύμπαντος. Το χάσμα μεταξύ αυτών που μας λέει η σταθερά Hubble είναι ο ρυθμός επέκτασης και αυτό που μας λέει το CMB, όπως μετράται από το διαστημικό σκάφος Planck, είναι ο ρυθμός επέκτασης, είναι τώρα 8%. Και το 8% είναι πολύ μεγάλο, μια απόκλιση για να εξηγηθεί ως σφάλμα μέτρησης.
Το μειονέκτημα από αυτό είναι ότι ίσως χρειαστεί να αναθεωρήσουμε το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας για να το εξηγήσουμε κάπως. Και τώρα, μπορούμε μόνο να μαντέψουμε τι μπορεί να χρειαστεί να αλλάξει. Ωστόσο, υπάρχουν τουλάχιστον δύο υποψήφιοι.
Μπορεί να επικεντρώνεται γύρω από το Dark Matter και πώς συμπεριφέρεται. Είναι πιθανό το Dark Matter να επηρεάζεται από μια δύναμη στο Σύμπαν που δεν δρα σε οτιδήποτε άλλο. Δεδομένου ότι τόσο λίγα είναι γνωστά για το Dark Matter, και το ίδιο το όνομα είναι λίγο περισσότερο από ένα σύμβολο κράτησης θέσης για κάτι για το οποίο σχεδόν αγνοούμε, αυτό θα μπορούσε να είναι.
Ή, θα μπορούσε να έχει σχέση με τη Σκοτεινή Ενέργεια. Το όνομά του, επίσης, είναι πραγματικά απλώς ένα σύμβολο κράτησης θέσης για κάτι που δεν γνωρίζουμε σχεδόν τίποτα. Ίσως η Σκοτεινή Ενέργεια δεν είναι σταθερή, όπως έχουμε σκεφτεί, αλλά αλλάζει με την πάροδο του χρόνου για να γίνει πιο δυνατή τώρα από ό, τι στο παρελθόν. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει τη διαφορά.
Μια τρίτη πιθανότητα είναι ότι τα τυπικά κεριά δεν είναι οι αξιόπιστοι δείκτες απόστασης που πιστεύαμε ότι ήταν. Έχουμε τελειοποιήσει τις μετρήσεις των τυπικών κεριών στο παρελθόν, ίσως και πάλι.
Όπου όλα αυτά τα μόλυβδοι είναι ανοιχτά σε κερδοσκοπία σε αυτό το σημείο Ο ρυθμός επέκτασης του Σύμπαντος έχει αλλάξει πριν. περίπου 7,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν επιταχύνθηκε. Ίσως αλλάζει ξανά, τώρα στην εποχή μας. Δεδομένου ότι η Dark Energy καταλαμβάνει τον λεγόμενο κενό χώρο, ίσως περισσότερα από αυτά δημιουργούνται καθώς η επέκταση συνεχίζεται. Ίσως φτάνουμε σε άλλο σημείο ανατροπής ή εξισορρόπησης.
Το μόνο σίγουρο είναι ότι είναι ένα μυστήριο. Αυτό που μας οδηγεί να καταλάβουμε.
