Nesenie novērojumi, kas veikti ar Džeimsa Vēba teleskopu, ir pamatīgi satricinājuši mūsu kosmoloģiskās izpratnes pamatus. Šī klusā revolūcija ir satricinājusi pasaules zinātnieku sabiedrību kopš brīža, kad teleskopa Hubble pēctecis apstiprināja lielas anomālijas esamību mūsu visuma modeļos. Šis atklājums varētu radikāli mainīt mūsu priekšstatus par kosmosu.
Hubbla noslēpumainā spriedze apstiprinājās
Džeimsa Vebba (James Webb) kosmosa teleskops ir tikko apstiprinājis satraucoša zinātniskā noslēpuma – Hubeļa sprieguma – pastāvēšanu. Šī anomālija ir neizskaidrojama neatbilstība starp divām dažādām Visuma izplešanās ātruma mērīšanas metodēm. No vienas puses, Planka satelīta veiktās reliktā starojuma analīzes liecina, ka Hubeļa konstante ir aptuveni 67 km/s/Mpc. No otras puses, Cefeīdu zvaigžņu novērojumi norāda uz daudz augstāku vērtību – līdz 74 km/s/Mpc.
Nobela prēmijas laureāts Ksavjē Rīss (Xavier Riess), kurš pētījis tumšo enerģiju, kategoriski apgalvo: “Webb un Hubble datu apvienošana izslēdz jebkādu instrumentālu kļūdu iespējamību attiecībā uz šo spriegumu.” “Šo būtisko neatbilstību vairs nevar saistīt ar mērījumu neprecizitātēm. Iespējams, ka tā norāda uz fundamentālu kļūdu mūsu izpratnē par kosmisko fiziku.
Šis Džeimsa Vēba teleskopa apstiprinājums iezīmē būtisku pagrieziena punktu. Tā lieliskās infrasarkanā starojuma novērošanas iespējas ļauj mums pētīt cefeīdas ar vēl nebijušu precizitāti, apstiprinot rezultātu ticamību. Šī ilgstošā anomālija tagad liek zinātniekiem pārdomāt kosmoloģijas pamatprincipus.
Ceļā uz apvērsumu kosmoloģiskajos modeļos
Saskaroties ar šo pastāvīgo anomāliju, mūsdienu kosmoloģijas pamati ir bīstami satricināti. Mūsu standarta modelis, kas ietver tumšo matēriju un tumšo enerģiju, iespējams, ir nepilnīgs. Nobela prēmijas laureāts Deivids Gross nevilcinās šo situāciju nosaukt par lielu “kosmoloģisko krīzi”.
Lai izskaidrotu šo neatbilstību, rodas vairākas revolucionāras hipotēzes. Daži teorētiķi ierosina nezināmu daļiņu, piemēram, “ne-daļiņu”, pastāvēšanu, savukārt citi pēta papildu telpisko dimensiju iespēju, kas izriet no stīgu teorijas. Nopietns virziens ir arī Einšteina gravitācijas teorijas pārskatīšana kosmiskos mērogos.
Šīs drosmīgās hipotēzes varētu radikāli mainīt mūsu teorētisko sistēmu. Tās atgādina citus pagrieziena punktus zinātnes vēsturē, īpaši kvantu mehānikas rašanos 20. gadsimta sākumā. Šis Hubeļa celms varētu izraisīt līdzīgu zinātnisku revolūciju, no jauna definējot mūsu fundamentālo izpratni par kosmosu.
Kosmosa izpētes nākotne
Zinātnieku aprindas pastiprina centienus atrisināt šo sarežģīto noslēpumu. Džeimsa Vēba teleskops ar tā modernajiem instrumentiem turpinās novērot tālas galaktikas un cefeīdas, lai precizētu izplešanās mērījumus. Tajā pašā laikā citas kosmosa misijas gatavojas pētīt šo anomāliju no dažādiem leņķiem.
Eiropas Kosmosa aģentūras teleskops “Euclid”, kas tiks palaists 2023. gadā, pēta Visuma struktūru un dinamiku, lai labāk izprastu tumšo enerģiju. NASA misija WFIRST, kas plānota 2025. gadā, paplašinās šos pētījumus un pētīs arī eksoplanētas.
Šie jaunie novērojumi, iespējams, ļaus izstrādāt alternatīvus kosmoloģiskos modeļus, kas ņems vērā šo anomāliju. Tie var arī atklāt iepriekš neparedzētas fizikālas parādības. Mūsu priekšstats par kosmosu piedzīvo dziļas pārmaiņas, kas iezīmē izšķirošu brīdi mūsu tūkstošgadu ilgajos centienos izprast Visumu.
Hubbla celms, ko tagad apstiprina divi no vismodernākajiem jebkad uzbūvētajiem astronomiskajiem instrumentiem, ir pārliecinošs atgādinājums par mūsu pašreizējās izpratnes ierobežotību. Tas aicina mūs uz glābjošu zinātnisku pazemību, saskaroties ar kosmosa plašumu un sarežģītību, kas joprojām nepakļaujas mūsu vismodernākajām teorijām.
