Kahe neutronitähe liitmisel tekkinud supernoova plahvatus ja ruumi-aja kõikumised on aidanud teadlastel universumi paisumiskiirust täpselt mõõta. Sellised tulevased mõõtmised aitavad lahendada kosmoloogia peamist paradoksi, väidavad teadlased ajakirjas Nature Astronomy.
Kuulus astronoom Edwin Hubble tõestas juba 1929. aastal, et meie Universum ei seisa paigal, vaid laieneb järk-järgult. Eelmise sajandi lõpus avastasid astrofüüsikud I tüüpi supernoovasid jälgides, et see laieneb mitte konstantse kiirusega, vaid kiirendusega. Selle põhjuseks peetakse tänapäeval "tumedat energiat" - salapärast ainet, mis paneb ruumi-aja venima üha kiiremini.
Nobeli preemia laureaat Adam Riess ja tema kolleegid, kes selle nähtuse avastasid, arvutasid 2016. aasta juunis välja universumi täpse paisumiskiiruse, kasutades Linnutee ja naabergalaktikate galaktikates muutuvaid Cepheid-tähti, mille kaugust saab ülikerge täpsusega arvutada.
See viimistlemine andis äärmiselt ootamatu tulemuse - selgus, et kaks galaktikat, mis on eraldatud umbes 3 miljoni valgusaasta kaugusel, hajuvad kiirusega umbes 73 kilomeetrit sekundis. Sel aastal avaldasid nad vaatluste ajakohastatud tulemused, milles see väärtus tõusis veelgi - 74 kilomeetrit sekundis.
Rieszi ja tema kolleegide uued mõõtmised osutusid peaaegu 10% kõrgemaks kui WMAP ja Plancki orbiidil liikuvate teleskoopide abil saadud andmed - 69 kilomeetrit sekundis ja seda ei saa seletada meie praeguste ideede abil tumeda energia olemuse ja Universumi sünnimehhanismi kohta.
Need lahknevused on pannud kosmoloogid mõtlema kahele võimalikule viisile selle anomaalia selgitamiseks. Ühelt poolt on täiesti võimalik, et Plancki või Rieszi ja tema kolleegide tehtud mõõtmised on ekslikud või puudulikud. Teisest küljest on üsna lubatav, et varases universumis võiks eksisteerida kolmas "tume" aine, mis erineb tumedast ainest ja energiast, samuti võib viimane olla ebastabiilne ja järk-järgult laguneda.
Kenta Hotokezaka Princetoni ülikoolist (USA) ja tema kolleegid muutsid selle probleemi veelgi teravamaks ja vaieldavamaks, tehes esimesed suhteliselt täpsed universumi paisumiskiiruse mõõtmised, kasutades LIGO gravitatsiooni observatooriumi ja mitmeid "tavalisi" optilisi teleskoope.
Esimesed sedalaadi mõõtmised, nagu märgib astrofüüsik, viisid teadlased läbi 2017. aasta lõpus, kui LIGO registreeris kahe neutronitähe ühinemisel tekkinud purunemise ning sajad maapealsed ja kosmoseteleskoobid suutsid selle allika lokaliseerida galaktikas NGC 4993 hüdra tähtkujus.
Reklaamvideo:
Esimesed LIGO mõõtmised olid lähedased Rieszi meeskonna saadud andmetele, mida paljud teadlased pidasid täiendavateks tõenditeks, et universumi paisumiskiirus võib märkimisväärselt muutuda. Hotokezaka ja tema kolleegid on leidnud, et see ei pruugi nii olla, jälgides mitte ainult gravitatsioonilisi laineid, vaid ka valguse välku ja selle kataklüsmi tekitatud aine eraldumist.
Nendes vaatlustes aitas teadlasi asjaolu, et see hõõguva plasma voog, mis oli füüsikute keeles joa, oli suunatud mitte otse Maale, vaid sellest mõnevõrra eemale. Tänu sellele näib meie planeedi vaatlejatele, et see liigub umbes neli korda kiiremini kui valguse kiirus, "rikkudes" relatiivsusteooriat nagu päikesekiir või vari.
See heitmete omadus koos reaktiivjoa "paksuse" mõõtmisega selle alguspunktis võimaldab väga täpselt kindlaks teha, millises suunas see Maa suhtes oli suunatud, ja mõõta selle kiirust. Kõik need andmed võimaldavad meil omakorda täpsustada kauguse gravitatsioonilainete allikani ja täpsemalt arvutada, kui palju nad "venisid" galaktika NGC 4993 maakerale liikumise ajal.
Sellised täpsustused, nagu Hotokezaka märgib, tekitasid suure üllatuse - Hubble'i konstandi väärtus muutus lähedasemaks mitte Rieszi ja tema kolleegide mõõtmistele, vaid Plancki ja teiste teleskoopide tulemustele, mis vaatasid Suure Paugu mikrolaine kaja.
Ühelt poolt võib see tõesti tähendada, et Nobeli preemia laureaat ja tema kolleegid on eksinud, kuid teisalt on "gravitatsiooniliste" mõõtmiste täpsus siiski märgatavalt madalam - see on umbes 7% nende ja teiste osalejate omadest sellest universaalsest vaidlusest (alla 2%). Praegused tulemused, teadlase rõhutatud, vastavad mõlemale teooriale, kuid olukord muutub lähitulevikus.
LIGO ja selle itaalia "nõbu" ViRGO teadusrühmade praeguste hinnangute kohaselt peaksid mõlemad gravitatsiooni vaatluskeskused leidma umbes kümme sellist sündmust aastas. Sellest lähtuvalt võime järgmise 2-3 aasta jooksul loota, et neutrontähtede ühinemiste vaatlused aitavad meil üheselt teada saada, kas Universumi paisumisel on olemas "uus füüsika" või mitte, järeldavad artikli autorid.
