Setelah kami menemukan bahwa alam semesta mengembang. Setelah itu, langkah ilmiah selanjutnya adalah menentukan kecepatan atau laju pemuaian ini. Lebih dari 80 tahun telah berlalu, tetapi kami masih belum sepakat tentang masalah ini. Melihat skala kosmik terbesar dan mempelajari sinyal tertua - pijar dari Big Bang dan korelasi galaksi skala besar - kita mendapat satu angka: 67 km / s / Mpc.
Tapi melihat bintang individu, galaksi, supernova dan petunjuk langsung lainnya, kita mendapatkan angka yang berbeda: 74 km / s / Mpc. Ketidakpastiannya sangat kecil: ± 1 ke angka pertama dan ± 2 ke angka kedua, dan masih ada peluang statistik kurang dari 0,1% bahwa angka-angka ini akan direkonsiliasi satu sama lain. Kontradiksi ini seharusnya telah diselesaikan sejak lama, tetapi tetap ada sejak perluasan alam semesta pertama kali ditemukan.
Pada tahun 1923, Edwin Hubble menggunakan teleskop terbesar di dunia untuk mencari bintang baru di galaksi lain. Mungkin, tidak ada gunanya menyebut "galaksi", karena manusia tidak yakin akan spiral surgawi. Saat mempelajari yang terbesar dari mereka - M31, sekarang dikenal sebagai Nebula Andromeda - dia melihat yang pertama, lalu yang kedua dan yang ketiga baru. Tetapi yang keempat muncul di tempat yang sama dengan yang pertama, dan ini tidak mungkin, karena yang baru membutuhkan waktu berabad-abad atau lebih untuk mengisi ulang. Yang baru muncul dalam waktu kurang dari seminggu. Dengan penuh semangat, Hubble mencoret "N" pertama yang dia tulis, dan mengganti "VAR!" Dia menyadari bahwa itu adalah bintang variabel, dan sejak itu ada fisika bintang variabel. Hubble dapat menghitung jarak ke Andromeda. Dia menunjukkan bahwa itu persis di luar Bima Sakti dan jelas merupakan galaksi. Itu adalah penampakan terbaik dari satu bintang dalam sejarah astronomi.
LP asli Edwin Hubble mengungkapkan sifat variabel bintang di Andromeda
Hubble melanjutkan karyanya dengan mengamati bintang variabel di banyak galaksi spiral. Seiring dengan pergeseran garis spektralnya, dia mulai memperhatikan bahwa semakin jauh galaksi, semakin cepat ia menjauh dari kita. Tidak hanya dia menemukan hukum ini - yang dikenal sebagai hukum Hubble - dia adalah orang pertama yang mengukur laju ekspansi: parameter Hubble. Namun, jumlah yang dia terima besar. Sangat besar. Begitu besar sehingga jika itu benar, itu akan mengikuti Big Bang terjadi dua miliar tahun yang lalu. Jelas, tidak ada yang akan mempercayai hal ini, karena kita memiliki bukti geologis bahwa Bumi sendiri berusia lebih dari empat miliar tahun.
Citra komposit belahan bumi barat berusia lebih dari 4 miliar tahun
Video promosi:
Pada tahun 1943, astronom Walter Baade mengamati dengan cermat bintang variabel di luar Bima Sakti dan memperhatikan sesuatu yang sangat penting: tidak semua variabel Cepheid - jenis yang digunakan Hubble untuk menentukan perluasan alam semesta - berperilaku sama. Sebaliknya, ada dua kelas yang berbeda. Dan tiba-tiba ternyata konstanta Hubble sama sekali tidak sebesar yang diputuskan Hubble.
Pengukuran bintang variabel oleh Walter Baade di Andromeda adalah bukti terpenting keberadaan dua populasi Cepheid yang terpisah dan memungkinkan parameter Hubble direduksi menjadi nilai yang lebih bermakna.
Sebaliknya, alam semesta mengembang lebih lambat, yang berarti butuh waktu lebih lama untuk mencapai keadaannya saat ini. Untuk pertama kalinya, Alam Semesta melampaui usia Bumi, dan itu pertanda baik. Seiring waktu, peningkatan lebih lanjut meningkat dan eksponen Hubble secara bertahap menurun, sementara usia alam semesta terus meningkat. Pada akhirnya, usia bintang tertua pun tenggelam seiring dengan usia alam semesta.
Bagaimana taksiran parameter Hubble berubah dari waktu ke waktu
Ceritanya tidak berakhir di situ. Tahukah Anda mengapa Teleskop Luar Angkasa Hubble dinamai seperti itu? Bukan karena dinamai menurut Edwin Hubble, yang menemukan bahwa alam semesta mengembang. Sebaliknya, karena misi utamanya adalah mengukur parameter Hubble, atau laju perluasan alam semesta. Sebelum peluncuran teleskop pada tahun 1990, ada dua kubu yang mendukung alam semesta yang sama sekali berbeda: satu dipimpin oleh Allan Sendage dan alam semesta dengan laju ekspansi 50 km / s / Mpc dan berusia 16 miliar tahun; yang lainnya berada di bawah kepemimpinan Gerard de Vaucouleur dan alam semesta dengan laju ekspansi 100 km / s / Mpc dan berusia di bawah 10 miliar tahun. Kedua kubu ini yakin bahwa kubu lawan membuat kesalahan sistematis dalam pengukuran mereka dan bahwa tidak ada jalan tengah. Tujuan ilmiah utama Teleskop Luar Angkasa Hubble adalah untuk mengukur laju ekspansi sekali dan untuk selamanya.
Dan dia mencapainya. 72 ± 8 km / s / Mpc merupakan hasil akhir proyek. Saat ini terdapat lebih sedikit kesalahan atau ketidakakuratan, dan begitu pula ketegangan antara dua metode yang berbeda. Jika Anda melihat alam semesta pada skala terbesar, fluktuasi gelombang mikro kosmik latar dan osilasi akustik baryon dalam pengelompokan galaksi, Anda mendapatkan angka yang lebih kecil: 67 km / s / Mpc. Ini bukan hasil yang paling disukai, tetapi nilai yang lebih tinggi sangat mungkin dilakukan.
Jika Anda melihat pengukuran langsung dari masing-masing bintang di galaksi kita, dan kemudian pada kelas bintang yang sama di galaksi lain, lalu pada supernova di luar itu, Anda mendapatkan nilai yang lebih tinggi: 74 km / s / Mpc. Tetapi kesalahan sistematis dalam pengukuran bintang-bintang terdekat, bahkan kesalahan beberapa persen, dapat secara signifikan mengurangi angka ini bahkan ke nilai terendah yang diusulkan. Saat misi ESA Gaia terus mengukur paralaks dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya dari satu miliar bintang di galaksi kita, ketegangan ini dapat hilang dengan sendirinya.
Hari ini kita mengetahui tingkat ekspansi Hubble dengan cukup akurat, dan dua metode penggalian yang berbeda tampaknya memberikan nilai yang bertentangan. Ada banyak dimensi berbeda yang terjadi saat ini, masing-masing kubu mencoba membuktikan kasusnya dan menemukan kesalahan yang lain. Dan jika sejarah telah mengajari kita sesuatu, kita dapat mengatakan bahwa, pertama, kita akan belajar sesuatu yang baru dan menarik tentang sifat alam semesta kita ketika masalah ini diselesaikan, dan kedua, perselisihan tentang tingkat ekspansi ini jelas tidak akan terjadi. terakhir.
ILYA KHEL
