私たちが宇宙をかなりよく理解していると思うと、天文学者たちがすべてを覆します。この場合、私たちが知っているすべてのものに不可欠な何かが頭に浮かびました：宇宙自体の拡大率、別名ハッブル定数。
ハッブル望遠鏡を使用する天文学者のチームは、膨張率が以前に測定されたものより5〜9％速いと判断しました。ハッブル定数は、次に測定が進歩するまで保留できる好奇心ではありません。これは、存在するすべての性質そのものの一部です。
「この驚くべき発見は、すべての95％を構成し、暗黒エネルギー、暗黒物質、暗黒放射などの光を放出しない宇宙の神秘的な部分を理解するための重要な手掛かりになるかもしれません」と研究リーダーとノーベル賞受賞者は述べたメリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所のアダムリースとジョンズホプキンス大学。
しかし、この研究の結果に入る前に、少しバックアップして、ハッブル定数の測定方法を見てみましょう。
宇宙の膨張率を測定することは難しいビジネスです。上部の画像を使用すると、次のように機能します。
- 天の川の中では、ハッブル望遠鏡を使用して、脈動する星の一種であるセファイド変数までの距離を測定します。視差はこれを行うために使用され、視差は測量でも使用されるジオメトリの基本的なツールです。天文学者はセファイドの真の明るさを知っているので、それを地球からの見かけの明るさと比較すると、星と私たちの間の距離を正確に測定できます。それらの脈動率も距離計算を微調整します。このため、セファイド変数は「宇宙の基準」と呼ばれることもあります。
- 次に天文学者は、セファイド変光星だけでなく、よく知られている別のタイプの星であるタイプ1a超新星も含む他の近くの銀河に照準を合わせます。もちろん爆発する星であるこれらの超新星は、天文学者にとってもう一つの信頼できる物差しです。これらの銀河までの距離は、セファイドを使用して超新星の真の明るさを測定することによって取得されます。
- 次に、天文学者はハッブルをさらに離れた銀河に向けます。これらは遠く離れているため、これらの銀河のセファイドは見えません。しかし、タイプ1aの超新星は非常に明るく、これらの巨大な距離でも見ることができます。次に、天文学者は超新星の真の明るさと見かけの明るさを比較して、宇宙の膨張が見られる距離まで測定します。遠方の超新星からの光は、宇宙の膨張によって「赤方偏移」、つまり引き伸ばされます。測定された距離を光の赤方偏移と比較すると、宇宙の膨張率の測定値が得られます。
- 深呼吸して、もう一度読んでください。
これらすべての大きな部分は、宇宙の膨張率をさらに正確に測定できることです。測定の不確かさは2.4％まで下がります。挑戦的な部分は、現代の宇宙のこの拡大率は、初期の宇宙からの測定値には当てはまらないということです。
初期の宇宙の膨張率は、ビッグバンからの残された放射から得られます。 NASAのウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP）とESAのプランク衛星で宇宙の残光を測定すると、膨張率は小さくなります。したがって、2つは整列しません。橋を架けるようなもので、両端から工事が始まり、途中に着くまでに並んでいます。 （注意：橋がそのように構築されているかどうかはわかりません。）
「両端から開始し、すべての図面が正しく、測定値が正しい場合は、途中で会うことを期待しています」とリース氏は述べています。 「しかし、今は真ん中の端が完全に一致していないので、その理由を知りたいのです。」
「ダークエネルギーやダークマターなど、宇宙の初期の量がわかっていて、物理学が正しい場合、ビッグバン直後の測定から、その理解を使用して、今日、宇宙は急速に拡大しているはずです」とリースは語った。 「しかし、この不一致が続く場合、私たちは正しい理解を持っていないようであり、それはハッブル定数が今日あるべき大きさを変えます。」
すべてがうまくいかないのは楽しいことであり、恐らくこれは気が遠くなるようなものです。
私たちがダークエネルギーと呼んでいるのは、宇宙の拡大を推進する力です。ダークエネルギーはより強く成長していますか？あるいは、宇宙の大部分の質量を構成するダークマターについてはどうでしょう。私たちはそれについてあまり知らないことを知っています。多分私達はそれより少ししか知りません、そしてその性質は時間とともに変化しています。
「宇宙の暗い部分についてはほとんど知りません。宇宙の歴史の中で宇宙がどのように宇宙を押し引きするかを測定することは重要です」と、この研究の主要な共同研究者であるカレッジステーションにあるテキサスA＆M大学のルーカスマクリは言いました。
チームはまだハッブルと協力して、膨張率の測定の不確実性を減らしています。ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡やヨーロッパの超大型望遠鏡などの機器は、測定をさらに改善し、この切実な問題に対処するのに役立つ可能性があります。
