Astronomové zpřesnili měření rozpínání vesmíru, je o něco rychlejší

05. 10. 2012

Vesmír Temná energie Spitzer Vzdálenosti ve vesmíru

Vědci z NASA využili pozorování infračerveného vesmírného teleskopu Spitzer, aby zpřesnili měření rozpínání vesmíru. Nové měření poukazuje na rychlejší rozpínání vesmíru, než bylo doposud vypočítáváno z pozorování jiných zařízení. Nový odhad rychlosti rozpínání vesmíru, neboli hodnota hubblovy konstanty je 74,3 kilometrů za sekundu na jeden megaparsek.

Temná energie a gravitace

na rozdíl od gravitace (zelená mřížka), která je silnější v blízkosti hmotných objektů, působí temná energie (fialová mřížka) rovnoměrně v celém vesmíru.

Image credit:

Fakt, že dochází k rozpínání vesmíru objevil americký astronom Edwin Hubble už ve dvacátých letech minulého století, když zkoumal vzdálené objekty, o kterých se doposud myslelo, že jde o mlhoviny. Ve skutečnosti pozoroval celé galaxie a rázem byl vesmír nesčetněkrát větší. Při bližším prozkoumání galaxií zjistil, že drtivá většina je zbarvená do červena. Jde o projevení dopplerova efektu, kdy jsou přibližující se objekty zbarvené do modra a vzdalující se zase do červena. Hubblův závěr tedy byl, že se vesmír rozpíná, do všech stran a zřejmě i od svého počátku, vnikla tak teorie velkého třesku.

V devadesátých letech pak astronomové přišli na neočekávanou věc, rozpínání vesmíru je stále rychlejší. Vznikla tak teoretická temná energie, která působí opačně proti gravitaci a zapříčiňuje stále se zrychlující rozpínání vesmíru. Astronomové se přirozeně snaží přesně změřit míru rozpínání a charakterizují ji pomocí hubblovy konstanty.

Při předchozích výpočtech vědci vycházeli z měření Hubllova teleskopu, který dokáže zachytit světlo v infračervené části spektra velmi blízké světlu viditelnému lidským okem. Přišli na hodnotu 73,8 ± 2,4 (km/s)/Mpc (jeden megaparsek je asi 3 miliony světelných let). Nové měření Spitzerova teleskopu, který zvládne i hlubší infračervené vlnění, umísťuje hodnotu hubblovy konstanty na 74,3 ± 2,1 (km/s)/Mpc. Kromě zjištění, že se vesmír zřejmě rozpíná o něco rychleji, vědci také zpřesnili chybu měření o asi 0,3 (km/s)/Mpc. 

Spitzer konkrétně měřil červený posun doplerova efektu u hvězd nazývaných cefeidy (cepheids), u kterých je úzce svázána luminosita společně s frekvencí, se kterou pulzují. Díky tomu lze přesně určit jejich vzdálenost od Země. Infračervená pozorování mohou proniknout skrze oblaka prachu a plynů, které hvězdy obklopují a díky tomu získat přesnější hodnoty. Spitzer zkoumal 10 cefeid v Mléčné dráze a osm desítek hvězd stejného typu v blízkém Velkém Magellanově oblaku.

Měření rychlosti rozpínání vesmíru úzce souvisí také s množstvím temné energie ve vesmíru, která by měla tvořit až tři čtvrtiny veškeré hmoty a energie ve vesmíru. Temná energie je doposud neznámý fenomén, který za zrychlujícím se rozpínáním vesmíru stojí. Jak k rozpínání dochází a co je skutečně jeho původcem je však nadále ukryto v temnotě vesmíru.