Vesmír se rozpíná rychleji, než se očekávalo  
Jako by nestačilo, že se rozpínání vesmíru zrychluje. Dokonce se rozpíná rychleji, než jsme si doteď mysleli! Může za to temná energie, temné záření nebo temná hmota?

 

Ke změření Hubbleovy konstanty posloužily cefeidy a supernovy Ia. Kredit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), & A. Riess (STScI/JHU).
Ke změření Hubbleovy konstanty posloužily cefeidy a supernovy Ia. Kredit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), & A. Riess (STScI/JHU).

Hubbleův vesmírný dalekohled má na kontě nový objev. Je to překvapení. Šok. Anebo průšvih? Záleží na úhlu pohledu. Populární dalekohled na oběžné dráze si tentokrát vzal do parády rozpínání vesmíru. Vědci s jeho pomocí zjistili, že se vesmír nejspíš rozpíná o 5 až 9 procent rychleji, než jsme si mysleli. Zdálo by se, že je to jenom takový detail, ale rozpínání vesmíru je veledůležitá záležitost, od které se odvíjí naše modely vesmíru.

 

 

Adam Riess (2011). Kredit: Holger Motzkau / Wikimedia Commons.
Adam Riess (2011). Kredit: Holger Motzkau / Wikimedia Commons.

 


Pozoruhodný výzkum vedl Adam Riess ze Space Telescope Science Institute a Johns Hopkins University v Baltimoru, stát Maryland. Riess ovšem není jak tak nějaký astrofyzik, nýbrž držitel Nobelovy ceny. Nanejvýš pikantní je, že nobelovku dostal v roce 2011 za objev zrychlování rozpínání vesmíru. Čtenáři OSLA si jistě představí, jak třaskavá záležitost to pro Riesse musela být, když vlastně přezkoumal svůj nobelovský objev. Riesse ovšem vypadá jako docela drsný týpek, takže to nejspíš nějak zvládnul. Podle něj jde o významnou stopu, která by nám mohla napovědět něco víc o povaze temné energie, temná hmoty a případného temného záření, které dohromady vytvářejí 95 procent úplně všeho ve vesmíru.


Jak to Riess a spol. dokázali? Povedlo se jim vylepšit měření rychlosti rozpínání vesmíru s nebývalou přesností. Badatelé se soustředili na galaxie, které obsahují jak cefeidy, pulsující proměnné hvězdy, z jejichž periody pulsů lze přímo odvodit absolutní svítivost, tak i supernovy typu Ia, které jsou vždy stejně jasné. Cefeidy i supernovy typu Ia astrofyzici využívají jako takzvané standardní svíčky, protože s jejich pomocí lze přesně určit vzdálenost galaxie, ve které se nacházejí.

 

 

Jak změřit Hubbleovu konstantu ve třech krocích. Kredit: , ESA, A. Feild (STScI), & A. Riess (STScI/JHU).
Jak změřit Hubbleovu konstantu ve třech krocích. Kredit: , ESA, A. Feild (STScI), & A. Riess (STScI/JHU).

Badatelé s pomocí Hubbleova teleskopu proměřili celkem 2.400 cefeid v 19 galaxiích a přidali k nim ještě cca 300 supernov typu Ia ze vzdálených galaxií. Z takto získaných dat nakonec spočetli Hubbleovu konstantu, čili veličinu, která určuje, o kolik se zvětší rychlost vzdalování (v km/s) vesmírného objektu, když jeho vzdálenost vzroste o 1 megaparsek (Mpc, něco přes 3 miliony světelných let). Ještě před pár týdny činila hodnota Hubbleovy konstanty, vypočítaná v roce 2013 z dat kosmického teleskopu Planck 67.8 (km/s)/Mpc. Teď už je to podle Riessova týmu, a také anglické verze Wikipedie, 73 (km/s)/Mpc. Tento nový údaj znamená, že se vzdálenost mezi dvěma objekty ve vesmíru zdvojnásobí za příštích 9,8 miliardy let.

 

 

Jak už bylo řečeno, jde o pozoruhodný objev. Zároveň je to ale docela velký průšvih. Máme tu totiž rozpínání vesmíru, které o zmíněných 5 až 9 procent nesedí na předpověď, odvozenou z pozorování reliktního mikrovlnného záření sondami Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a Planck. Riess nezatírá, že je to vážně problém. Pokud by prý naše předpoklady o počátku vesmíru a fyzika kolem nich byly správné, tak by předpověď měla sedět. Jenže to tak zřejmě není, a pokud se to potvrdí, tak to znamená, že v našich modelech vesmíru je někde něco špatně.

 

Jedna z galaxií zahrnutých do výzkumu Riessova týmu. Kredit: NASA, ESA & A. Riess (STScI/JHU).
Jedna z galaxií zahrnutých do výzkumu Riessova týmu. Kredit: NASA, ESA & A. Riess (STScI/JHU).

 

Jaká vysvětlení ještě rychlejšího rozpínání vesmíru máme k dispozici? Jednou z možností je, že stále ještě naprosto neuchopitelná temná energie urychluje rozpínání vesmíru s ještě větší silou. Ale co je to vlastně temná energie? Vysvětlení by mohlo poskytnout i temné záření (dark radiation), což by měly být subatomární částice s rychlostí blízkou rychlosti světla, které jsou pro nás zatím skryty v temném sektoru vesmíru. Temné fotony, sterilní neutrina, a tak podobně. Pokud takové temné záření existuje, tak by problém se zrychlováním rozpínání vesmíru mohlo vyřešit připočtení jeho energie.

 

Aby toho nebylo málo, viníkem by mohla být i temná hmota. Pokud existuje, tak by prý mohla mít nějaké doopravdy divné, nečekané vlastnosti, které tohle způsobují. Je to koneckonců temná hmota. A nakonec, vedle temné energie, temného záření a temné hmoty je ve hře ještě jedno vysvětlení. Rychlejší rozpínání vesmíru, které neodpovídá předpovědím z pozorování reliktního záření, by mohlo znamenat, že Einsteinova teorie gravitace, čili obecná relativita, není kompletní. Které z uvedených vysvětlení je podle vás nejméně šílené?


Video:  The Dark Universe - with Adam Riess



Literatura
NASA 2. 6. 2016, arXiv:1604.01424, Wikipedia (Hubble's law, Dark radiation).

Datum: 04.06.2016
Tisk článku

Související články:

Zrychlování expanze vesmíru – chyba Einsteinovy relativity nebo temná energie?     Autor: Miroslava Hromadová (26.06.2005)
Rozpínání vesmíru přesně změřeno díky kvasarům     Autor: Stanislav Mihulka (18.04.2014)
Náš starý dobrý vesmír se neroztrhne. Alespoň 2,8 miliardy let     Autor: Stanislav Mihulka (28.02.2016)



Diskuze:

Hubblova konstanta

Theodor Leitner,2019-11-24 23:54:15

Urcit presneji Hubblovu konstantu neni snadna vec, obzvlaste kdyz nevime, jak vse zacalo. Nas Vesmir se nevytvoril z nejake singularity se singularni teplotou a singularni hustotou hmoty, singularitu priroda nezna. A taky je otazka proc a odkud, to neni odpovezeno. Mereni, ktera pouziva mikrovlnne zareni pozadi nemohou byt presna, kdyz mame jen mlhave predstavy o Tresku. takova mereni konstanty bych zasadne povazoval jako pochybne. A inflacni casovy usek je tez podle meho mineni nesmysl, ani neni takova uvaha potrebna a jiz mnoho kosmologu to zpochybnuje. Ke vsemu je problem tez cas ktry je podle Einsteinovy theorie relativni, a nevim, zda do vypoctu je casova relativita vubec ndejak zohlednena.

Odpovědět

Historie měření Hubbleovy konstanty

David L1,2016-06-11 20:55:10

https://www.cfa.harvard.edu/~dfabricant/huchra/hubble/h1970.jpg

Odpovědět

pohyb

Mojmir Kosco,2016-06-09 07:11:00

Dokud neurcime mezni hranici nevim . lze jen neprimo dokazat ze se vesmir rozpina. (rovnez pevny bod by nebyl spatny) jinak jsou mozne i jine pohyby treba pulzuje toci se dokola skace jako jojo trese se jako sulc

Odpovědět

Možnost

Josef Šoltes,2016-06-08 15:25:12

Další možností je, že fyzikální zákony nejsou v celém vesmíru konstantní.

Odpovědět


Re: Možnost

Petr Hájek,2016-06-10 16:26:40

Bohužel, fyzikální zákony jsou napsány podle toho co pozorujeme...
A vzhledem k tomu, že spoustu věcí zatím pozorovat neumíme, nebo jen velmi omezeně, a nebo o spoustě věcí zatím ani netušíme, tak nám některé výpočty prostě nevycházejí, jak se očekává.

Byla doba, kdy platilo v= s/t a nikdo nevěděl, že pro rychlosti blízké rychlosti světla je to jinak...

Odpovědět

Dotaz

Jakub Matouš1,2016-06-06 22:44:12

Není možný že většina vzdálených galaxii se od nás nevzdalují, ale naopak fotony během milionu let ztrácí energii.A proto vidíme vzdálené galaxie jen v v červeném spektru.

Odpovědět


Re: Dotaz

Heinrich Freitag,2016-06-06 23:05:03

Z techto fotonu se pomalu stavaji temne fotony, ktere nikdo nikdy nevidel. A nejhorsi je, kdyz se z toho stane temne neutrino. To clovekem projde jako nuz maslem a ani si nestihnete vsimnout, jak je to neutrino temne.

Odpovědět

Zajimave

Heinrich Freitag,2016-06-06 17:37:41

Clanek je zajimavy a tato nova zjisteni jen dokladaji to, co si myslim jiz velmi dlouhou dobu. V poznani dosel clovek jiz na mez pochopitelneho a nyni se snazi zkoumat neco, cemu nerozumi a nikdy rozumet nebude. Pak si musime vymyslet temna zareni, energie a hmoty, u kterych sice vubec nevime, zda existuji, ale jejich vlastnosti se nam hodi pro dosazeni do vzorecku, aby vysly vypocty konstant, ktere ale, jak se zda, konstatni nemusi vubec byt. :-) Myslim, ze az budou podobny vyzkum delat za nekolik let, tak opet zjisti, ze jim konstanta vysla jinak. Otazkou ovsem je, jak dlouho bude mit s nami buh trpelivost, protoze mam pocit, ze nase koukani se pod stvoritelovu poklicku se mu moc nelibi. Skoda je take to, ze na takoveto v podstate zbytecne vyzkumy jsou vynakladany penize danovych poplatniku.

Odpovědět


Re: Zajimave

Richard Palkovac,2016-06-06 19:18:19

Skumat treba aj ďalej, stále lepšie peniaze minút takto, ako ich nechať na rozkradnutie politikom.

Môj názor na súčasný stav fyziky, ak to niekoho zaujima je téma číslo 2. na tomto linku :

http://riki1.eu/uvahy.htm

*

Odpovědět


Re: Zajimave

Zdeněk Jindra,2016-07-09 19:15:15

Bůh vždy byl a bude slepá ulička myšlení. Nejdál to dotáhli (domysleli) ti, kdo se vysvětlování bohem zásadně vyhli.
Ano, článek je senzacechtivý, pásma chyby měření této konstanty se ale překrývají, takže vědecky se nikdo nemýlí.
A co se týče trpělivosti Boha, tak se podívejte, jak se žilo ve středověku, kdy nikdo "nekoukal pod pokličku" a všichni se modlili. Jen bída a nemoci. Nevypadá to, že by nás někdo trestal. Spíš ten pro Vás zbytečný výzkum nese ovoce. Sedíte si v teple u počítače, jste syt a máte čas na přemýšlení; přesto proti tomu "rouhavě" brbláte a voláte temnou minulost.

Odpovědět

Krátké video k tématu

Antonín Hvízdal,2016-06-06 14:37:10

https://www.youtube.com/watch?v=ZL4yYHdDSWs

Odpovědět

změna Hubbleovy konstanty

Stanislav Drábek,2016-06-05 13:42:21

Rád bych jen připomněl, že prof. Alfred Testa přišel s opačnou teorií a sice, že se Hubbleova konstanta prudce mění v důsledku vesmírného inženýrství vesmírných civilizací. To mi přijde pravděpodobnější než šílenosti ohledně temné hmoty nebo nekompletnosti obecné relativity apod.

Odpovědět


Re: změna Hubbleovy konstanty

Richard Palkovac,2016-06-06 13:02:22

Zaujimava "vesmírna" myšlienka, rovnako ako myšlienka pasce na fotóny, ktorú tu v niektorej diskusii načrtol jeden kolega :)

Odpovědět


Re: změna Hubbleovy konstanty

Tomáš Marný,2016-06-10 10:26:20

Žádné šílenosti, ale vesmírné inženýrství vesmírných civilizací.

Konečně něco, co se dá řádně uchopit a zkoumat a nestojí to na nějakých úvahách a předpokladech -))

Odpovědět

Možno žijeme v zrazených vesmíroch

Anton Matejov,2016-06-05 07:45:18

Predstavte si vriacu vodu a v nej bubliny ako prejav energie. Bubliny sa môžu aj zraziť.
My žijeme v zrazených vesmíroch.
Hmota a častice vesmírov 1 a vesmíru 2 podliehajú zákonom gravitácie.
Vesmír č.1 sa môže skladať s častíc, ktoré integruju s časticami vesmíru č.2
Vesmír č.1 môže mať aj častice ktoré neintegrujú s časticami vesmíru č.2
vesmír č.2 sa môže skladaž s častíc, ktoré integrujú s časticami vesmíru č.1
Vesmír č.2 môže mať aj častice ktoré neintegrujú s časticami vesmíru č.1
Tie častice vesmírov ktoré neintegrujú tvoria tmavu hmotu.
Častice vesmírov ktoré integrujú vnímame ako barionickú, svietiacu hmotu.
Náš Vesmír ktorý pozorujeme je vlastne prienik zrazených vesmírov, častíc ktoré integrujú.
Zrážka vesmírov nedosiahla maximálny priemer a preto pozorujeme zrýchlené rozpínanie - Tmavu energiu.
Zrážka vesmírov môže byť aj dynamicka, ako napríklad zrážky galaxii.
Bing Bang je vlastné prvý kontaktný bod zrážky oboch vesmírov.

V teorii zrazených vesmírov ide vysvetliť tmavu hmotu a tmavu energiu celkom v pohode.
Nepotrebujeme vysvetlovať čo bolo pred Bing Bangom a kde sa vzala energia generujúca veľký Tresk a ešte energia ktorá zrýchľuje rozpínanie nášho vesmíru.
Teoriou zrazených vesmírov by šlo aj vysvetliť kam zmizla časť antihmoty pri vzniku nášho vesmíru.
Teóriou zrazených vesmírov by šlo aj lepšie vysvetliť vznik veľkého počtu supermasívných čiernych dier na začiatku nášho vesmíru.
Keď pripuštame zrážky malých telies, kolízie planét, hviezd, zrážky galaxii, prečo by sme nemohli žiť v prieniku zrážajúcich sa vesmíroch?

Odpovědět

Vesmír

Ivan Čech,2016-06-05 02:58:03

Vesmír je tak akorát. Jen naše pozorování je takové jaké je.

Odpovědět

A kdyby to bylo opačně?

Roman Salátek,2016-06-04 21:39:33

Co když "počátek" vesmíru není v jednom bodě ale jeho přirozený stav je být "roztažený". Pak temná energie může být protipól gravitace. Hmotné částice nejsou nic jiného než "sraženiny" prostoru (zahuštění) nebo něco jako "varhánky" na zmuchlaném ubruse. A tak jak se sraženiny prostoru postupně roztahují a navzájem vzdalují, tak síla gravitace ustupuje temné energii. Proto se také možná pořád nedaří spojit gravitaci a zbývající sily, protože gravitace souvisí s prostorem a ostatní sily se na tomto prostoru projevují(nejsou na stejné úrovni). Vím, že Einstein tvrdil, že prostor bez těles nemůže existovat, ale nikde není řečeno, že rozředěné(rozprostřené)částice - energie nemůžou tvořit prázdný vesmír. Potom nějaká chyba mohla vyvolat singularitu-po které jsme se tu ocitli my. A teď se vracíme k přirozenému stavu.

Odpovědět

prosím já mám laický dotaz

David Pešek,2016-06-04 21:25:37

jak vlastně víme že se vesmír rozpíná/zrychluje rozpínání?
vidíme rudý posuv kterej je větší tím víc čím dál se koukáme, objekt vzdálený 5 miliard světelných let má rudý posuv, objekt vzdálen 10 miliard LY má vyšší rudý posuv, vzdaluje se rychleji protože je dál? co když má vyšší rudý posuv jen díky tomu že před 10 miliardami let byl vesmír o dost hustčí a rozpínání o dost vyšší, a co když vesmír rozpínání zpomaluje, za jak dlouho zjistíme že se objekty vzdalují pomaleji, nebo že se dokonce začali přibližovat?? Myslím že za dlouho. Co když je vesmír cyklický, bylo by to logičtější něž nekonečná singularita. A ještě mám druhý dotaz na rudý posuv, co kdyby elmag. vlna na takovou dálku prostě jen ztrácela energii, vlnová délka by se nepatrně natahovala? a bez temných bubáků

Odpovědět


Re: prosím já mám laický dotaz

Radek Secka,2016-06-06 18:14:59

Tusim, ze verime na to, ze se energie neztraci. Ale mohla by se premenovat na temnou hmotu :D

Odpovědět


Re: Re: prosím já mám laický dotaz

Zdeněk Jindra,2016-07-09 19:24:19

Věříme není správný výraz, ale dobře. Ztráta energie fotonu je běžná věc a dochází k ní tehdy, když je foton donucen změnit směr (brzdné záření). Výsledkem je ale samozřejmě vznik druhého fotonu, který má takový směr a vlnovou délku, aby energie a hybnost soustavy zůstaly.
Takže červenání vzdálených objektů nad rámec Dopplerova posuvu? Určitě. Akorát nevíme, o kolik.

Odpovědět


Re: prosím já mám laický dotaz

Radek Secka,2016-06-06 18:15:08

Tusim, ze verime na to, ze se energie neztraci. Ale mohla by se premenovat na temnou hmotu :D

Odpovědět

Hmota mizne v Sivych objektoch.

Richard Palkovac,2016-06-04 20:41:22

Popisujem to ako polozku cislo 1. tu :

http://riki1.eu/uvahy.htm

*

Odpovědět

Expanze vesmíru.

Vlastislav Výprachtický,2016-06-04 19:02:57

Může docházet k sjednocení se sousedním vesmírem nebo k průniku a vzniku dalšího vesmíru.

Odpovědět

Milan Krnic,2016-06-04 17:41:16

Pěkné. Podle mě není šílené ani jedno. Hypotéza je prostě jen hypotéza.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz