Mūsdienu kosmologi arvien biežāk runā par nopietnu vilšanos un pieaugošu satraukumu. Pēc piecpadsmit gadus ilgušā darba Atakamas kosmoloģijas teleskopa misija ir noslēgusies, taču tās rezultāti nav snieguši gaidītās atbildes – gluži pretēji, tie ir vēl vairāk saasinājuši jau esošos jautājumus. Arvien skaidrāk kļūst redzams, ka mūsu izpratne par Visuma izplešanos, iespējams, nav tik droša, kā līdz šim uzskatīts.
Jaunākie zinātniskie pētījumi apliecina, ka tā dēvētā Habla spriedze nekur nepazūd. Tas nozīmē, ka dažādos veidos iegūtie Visuma izplešanās ātruma mērījumi savstarpēji nesakrīt, lai gan teorijas ietvaros tiem vajadzētu dot līdzīgas vērtības. Atšķirība ir kļuvusi tik liela, ka to vairs nav iespējams norakstīt uz nejaušu statistisku novirzi.
Tādējādi kosmoloģija ir nonākusi punktā, kur jāizdara izvēle. Vai kaut kur slēpjas līdz šim neatklāta mērījumu kļūda, vai arī pati teorija ir nepilnīga un tai nepieciešama būtiska pārskatīšana? Arvien vairāk zinātnieku runā par iespēju, ka priekšā varētu būt fundamentāls pavērsiens, salīdzināms ar pagājušā gadsimta lielajām revolūcijām fizikā.
Jums varētu patikt šie:
Divi mērījumu ceļi un viena pretruna
Habla konstante ir lielums, kas raksturo, cik ātri Visums izplešas. Problēma sākas brīdī, kad šo konstanti mēģina noteikt divos neatkarīgos veidos. Pirmais paņēmiens balstās uz salīdzinoši tuvu galaktiku novērojumu analīzi, savukārt otrs izmanto kosmisko mikroviļņu fona starojumu – senāko gaismu Visumā, kas nāk no laika īsi pēc Lielā sprādziena.
Saskaņā ar teoriju abām metodēm būtu jādod savstarpēji saskaņotas vērtības vismaz mērījumu kļūdas robežās. Tomēr praksē tiek iegūtas būtiski atšķirīgas vērtības. Pirmo reizi šo spriedzi skaidri izcēla Eiropas Kosmosa aģentūras zonde „Planck”, un tagad Atakamas teleskopa rezultāti ir apstiprinājuši, ka „Planck” dati nebija nejauši vai neprecīzi.
Ne mazāk svarīgi ir tas, ka Atakamas teleskops nemērīja tikai fona starojuma temperatūru, bet arī tā polarizāciju. Polarizācija sniedz papildu informāciju par agrīno Visumu – to, ko temperatūras mērījumi vieni paši nespēj atklāt. Abi datu kopumi savā starpā labi saskan, tādēļ pretruna ar tuvo galaktiku mērījumiem kļūst vēl asāka.
Teorētisko skaidrojumu strupceļš
Pēdējos gados zinātnieki ir centušies šo neatbilstību mazināt, izstrādājot paplašinātus kosmoloģiskos modeļus. Ir tikuši piedāvāti aptuveni trīsdesmit dažādi teorētiski grozījumi, kuru mērķis bija pārveidot Visuma standarta aprakstu tā, lai Habla konstante atkal iegūtu vienotu, savstarpēji saskaņotu vērtību.
Atakamas teleskopa jaunie dati rāda, ka lielākajai daļai šo modeļu vairs faktiski neatliek vietas. Tie neatbilst jaunajam novērojumu attēlam tā, lai spriedze starp dažādajiem mērījumiem izzustu.
Jums varētu patikt šie:
Lai arī tas sākotnēji var šķist solis atpakaļ, patiesībā šī situācija palīdz skaidrāk iezīmēt problēmas būtību. Ja daļa potenciālo skaidrojumu ir pārliecinoši izslēgti, zinātnes kopienai ir vieglāk koncentrēties uz patiesi jaunām idejām, nevis atgriezties pie jau izmēģinātiem risinājumiem. Atakamas teleskopa tehniskā pārākuma un tā atrašanās vietas lielā augstumā dēļ bija iespējams iegūt izcilas izšķirtspējas datu kopu.
Kas notiks tālāk?
Atakamas teleskopa dati tagad ir brīvi pieejami visiem pētniekiem, un priekšā stāv jauns analīzes vilnis. Tomēr galvenais jautājums joprojām paliek neatbildēts: ja standarta modelis un līdz šim piedāvātie tā papildinājumi nespēj pietiekami precīzi aprakstīt realitāti, tad kur tieši mūsu izpratne par Visumu no tās atkāpjas?
Habla spriedze nepazūd pat tad, kad mērījumi kļūst arvien precīzāki – drīzāk šķiet, ka problēma kļūst arvien skaidrāk redzama. Visticamāk, kosmoloģija tuvojas laikmetam, kad būs nepieciešama jauna teorētiska revolūcija, kas mainīs mūsu priekšstatu par Visuma būtību tikpat radikāli, kā to savulaik darīja 20. gadsimta lielie atklājumi fizikā.
