Žijeme v prázdnotě? Kredit: Pablo Carlos Budassi/wikipedia, CC BY-SA.

V současnosti je jedna z největších záhad v kosmologii spojená s rychlostí rozpínání vesmíru. Při tomto rozpínání se od sebe vzdalují galaxie, což můžeme měřit. Vztah mezi rychlostí pohybu určité galaxie a její vzdáleností vyjadřuje Hubbleova konstanta. Její hodnota se podle různých odhadů pohybuje kolem 70 kilometrů za sekundu na megaparsek.

Zní to nevinně, ale Hubbleova konstanta, respektive její přesná hodnota, je nesmírně důležitá, doslova pro osud vesmíru. V posledních letech se kolem ní točí vášnivé dohady. Je podstatou problému, známého jako Hubble tension, který zpochybňuje její velikost. Pokud totiž měříme rychlost rozpínání vesmíru pomocí blízkých galaxií a supernov, vychází nám Hubbleova konstanta asi o 10 procent vyšší, než by měla být podle predikce standardního kosmologického modelu Lambda-CDM.

Indranil Banik. Kredit: University of St Andrews.

Jak uvádí astrofyzik Indranil Banik z University of St Andrews na portálu Conversation, s kolegy nabízejí možné vysvětlení, které má vzrušující vesmírné souvislosti. Podle nich by šlamastyku s Hubbleovou konstantou mohlo vysvětlit, pokud bychom přiznali, že žijeme ve voidu, tedy v gigantické kosmické prázdnotě. Taková prázdnota by pochopitelně nebyla úplně prázdná, když jsme v ní my, ale byla by mnohem prázdnější než okolní vesmír.

Logo. Kredit: University of St Andrews.

Banik a spol. spočítali, že by takový scénář s kosmickou prázdnotou mohl „nafouknout“ naše měření, která se týkají blízkého vesmíru. Pokud bychom totiž opravdu žili v kosmické prázdnotě, hustší oblasti vesmíru kolem prázdnoty by gravitačně „nasávaly“ hmotu z prázdnoty ven.

Aby tenhle scénář fungoval, museli bychom se nacházet zhruba uprostřed prázdnoty, jejíž poloměr by byl asi 1 miliardu světelných let. Hustota takové prázdnoty by přitom měla být asi 20 procent pod průměrnou hustotou celého vesmíru. Potíž je, že existence prázdnoty takových vlastností je poměrně kontroverzní. Standardní kosmologický model s nimi moc nepočítá.

Pozorování reliktního mikrovlnného záření CMB naznačují, že by vesmír dnes měl být spíše dost uniformní, co se hustoty týče. Na druhou stranu, přímé sčítání galaxií v různých oblastech vesmíru naznačuje, že bychom opravdu mohli být uvnitř nějaké takové „soft“ vesmírné prázdnoty.

Řešení s prázdnotou Banikova týmu je spíš slovo do pranice, než definitivní odpověď. Jak ale Banik skromně naznačuje, jiná řešení jsou v dnešní době ve vážných potížích. Astrofyzici v podstatě jsou ve slepé uličce. Pokud by Banik a spol. měli pravdu, znamenalo by to, že struktury ve vesmíru na škále desítek až stovek milionů let rostou rychleji, než předpovídá model Lambda-CDM. Otázkou je, co s tím. Znamená to, že obecná relativita na této škále nefunguje? Těžko říct, je velmi obtížné v tomto měřítku zjišťovat chování gravitace. Časem se snad dozvíme víc.

Video: Expansion Rate: The Hubble Tension

Video: JWST Just Made the Hubble Tension WORSE

Literatura

Conversation 30. 11. 2023.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 527: 4388–4396.