Ledakan supernova dan fluktuasi ruang-waktu yang ditimbulkan oleh penggabungan dua bintang neutron telah membantu para ilmuwan mengukur secara akurat laju perluasan alam semesta. Pengukuran masa depan semacam ini akan membantu menyelesaikan paradoks utama kosmologi, kata para ilmuwan dalam jurnal Nature Astronomy.
Kembali pada tahun 1929, astronom terkenal Edwin Hubble membuktikan bahwa alam semesta kita tidak diam, tetapi berkembang secara bertahap. Pada akhir abad yang lalu, ahli astrofisika menemukan, mengamati supernova tipe I, bahwa ia mengembang bukan dengan kecepatan konstan, tetapi dengan percepatan. Alasan untuk hari ini dianggap sebagai "energi gelap" - substansi misterius yang membuat ruang-waktu meregang semakin cepat.
Pada bulan Juni 2016, peraih Nobel Adam Riess dan rekan-rekannya yang menemukan fenomena ini menghitung tingkat yang tepat dari perluasan alam semesta saat ini menggunakan variabel bintang Cepheid di Bima Sakti dan di galaksi tetangga, jarak yang dapat dihitung dengan presisi sangat tinggi.
Pemurnian ini memberikan hasil yang sangat tidak terduga - ternyata dua galaksi, yang dipisahkan oleh jarak sekitar 3 juta tahun cahaya, menyebar dengan kecepatan sekitar 73 kilometer per detik. Tahun ini, mereka menerbitkan hasil pengamatan terbaru, di mana nilai ini menjadi lebih tinggi - 74 kilometer per detik.
Pengukuran baru oleh Riesz dan rekan-rekannya ternyata hampir 10% lebih tinggi daripada data yang diperoleh dengan teleskop yang mengorbit WMAP dan Planck - 69 kilometer per detik, dan itu tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan gagasan kami saat ini tentang sifat energi gelap dan mekanisme kelahiran alam semesta.
Perbedaan ini telah membuat para kosmolog berpikir tentang dua cara yang mungkin untuk menjelaskan anomali ini. Di satu sisi, sangat mungkin bahwa pengukuran yang dilakukan oleh Planck atau Riesz dan rekan-rekannya salah atau tidak lengkap. Di sisi lain, cukup dapat diterima bahwa substansi "gelap" ketiga, berbeda dari materi gelap dan energi, dapat ada di alam semesta awal, dan juga bahwa substansi "gelap" bisa menjadi tidak stabil dan secara bertahap membusuk.
Kenta Hotokezaka dari Universitas Princeton (AS) dan rekan-rekannya membuat masalah ini menjadi lebih akut dan kontroversial dengan membuat pengukuran pertama yang relatif akurat dari laju ekspansi Alam Semesta menggunakan observatorium gravitasi LIGO dan sejumlah teleskop optik "konvensional".
Pengukuran pertama semacam ini, seperti yang dicatat oleh ahli astrofisika, dilakukan para ilmuwan pada akhir 2017, ketika LIGO merekam ledakan yang dihasilkan oleh penggabungan dua bintang neutron, dan ratusan teleskop darat dan angkasa mampu melokalisasi sumbernya di galaksi NGC 4993 di konstelasi Hydra.
Video promosi:
Pengukuran LIGO pertama mendekati data yang diperoleh oleh tim Riesz, yang oleh banyak ilmuwan dianggap sebagai bukti lebih lanjut bahwa laju ekspansi alam semesta dapat berubah secara nyata. Hotokezaka dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa hal ini tidak selalu terjadi dengan melacak tidak hanya gelombang gravitasi, tetapi juga kilatan cahaya dan pelepasan materi yang ditimbulkan oleh bencana alam ini.
Dalam pengamatan ini, para ilmuwan terbantu oleh fakta bahwa aliran plasma pijar ini, sebuah pancaran dalam bahasa fisikawan, diarahkan tidak langsung ke Bumi, tetapi agak menjauh darinya. Berkat ini, tampaknya bagi pengamat di planet kita bahwa ia bergerak sekitar empat kali lebih cepat dari kecepatan cahaya, "melanggar" teori relativitas, seperti sinar matahari atau bayangan.
Sifat emisi ini, ditambah dengan pengukuran "ketebalan" jet pada titik awalnya, memungkinkan untuk menentukan dengan sangat akurat ke arah mana ia diarahkan ke Bumi dan mengukur kecepatannya. Semua data ini, pada gilirannya, memungkinkan kita untuk menentukan jarak ke sumber gelombang gravitasi dan lebih akurat menghitung berapa banyak mereka "membentang" selama perjalanan dari galaksi NGC 4993 ke Bumi.
Perbaikan seperti itu, seperti yang dicatat oleh Hotokezaka, membawa kejutan besar - nilai konstanta Hubble menjadi lebih dekat bukan dengan pengukuran Riesz dan rekan-rekannya, tetapi dengan hasil Planck dan teleskop lain yang mengamati gema gelombang mikro Big Bang.
Di satu sisi, ini benar-benar dapat berarti bahwa peraih Nobel dan rekan-rekannya salah, tetapi di sisi lain, keakuratan pengukuran "gravitasi" masih terasa lebih rendah - sekitar 7% dibandingkan dengan mereka dan peserta lain. sengketa universal ini (kurang dari 2%). Hasil saat ini, ilmuwan menekankan, sesuai dengan kedua teori tersebut, tetapi situasinya akan berubah dalam waktu dekat.
Menurut perkiraan terkini dari tim ilmiah LIGO dan "sepupu" Italia ViRGO, kedua observatorium gravitasi akan menemukan sekitar sepuluh peristiwa serupa dalam setahun. Dengan demikian, dalam 2-3 tahun ke depan, kita dapat berharap bahwa pengamatan penggabungan bintang neutron akan membantu kita untuk secara tegas mengetahui apakah ada "fisika baru" dalam perluasan alam semesta atau tidak, penulis artikel menyimpulkan.
