Šiuolaikinė kosmologija išgyvena laikotarpį, kurį mokslininkai vadina „krize“. Pagrindinis šios krizės epicentras – Hubble’io įtampa (angl. Hubble Tension). Nors neginčijama, kad mūsų Visata plečiasi, tikslus šio proceso greitis, vadinamas Hubble’io konstanta (H0), išlieka viena didžiausių mokslo mįslių.
Tačiau 2026-ųjų pradžioje pasirodę pranešimai apie Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST) aptiktas senovines supernovas „Ares“ ir „Athena“ suteikia vilties, kad šis dešimtmečius trunkantis ginčas bus pagaliau išspręstas.
Kas yra Hubble’io įtampa ir kodėl mokslas atsidūrė aklavietėje?
Hubble’io konstanta pavadinta amerikiečių astronomo Edwino Hubble’io garbei, kuris praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje pastebėjo, kad tolimos galaktikos tolsta nuo mūsų. Problema ta, kad šiandien, naudojant moderniausius prietaisus, skirtingi matavimo metodai pateikia nesuderinamus rezultatus.
Mokslininkai naudoja du pagrindinius kelius:
- Reliktinis spinduliavimas (Cosmic Microwave Background): Analizuojant ankstyvosios Visatos foninę spinduliuotę, apskaičiuotas plėtimosi greitis yra maždaug 67 km/s/Mpc.
- Kosminės atstumų kopėčios (Standard Candles): Naudojant cefeides ir Ia tipo supernovas dabartinėje Visatoje, gaunamas rezultatas yra apie 73 km/s/Mpc.
Šis 6 km/s/Mpc skirtumas nėra tiesiog paklaida. Tai statistiškai reikšminga praraja, sufleruojanti, kad mūsų standartinis kosmologinis modelis gali būti neišsamus. Galbūt egzistuoja „nauja fizika“, nepažinta tamsiosios energijos forma arba ankstyvosios Visatos procesai, kurių dar nesuprantame.
„VENUS“ programa ir Jameso Webbo teleskopo proveržis
Siekiant išspręsti šią dilemą, JWST vykdo ambicingą programą VENUS (Vast Exploration for Nascent, Unexplored Sources). Nors projektas įveikė tik pusę numatyto kelio, jis jau fiksavo 60 tankių galaktikų telkinių. Programos tikslas – rasti rečiausius ir tolimiausius objektus, pasitelkiant gamtos sukurtus lęšius.
VENUS jau aptiko senovines aktyvias juodąsias skyles ankstyvosiose galaktikose ir, svarbiausia, dvi ypatingas sprogstančias žvaigždes – SN Ares ir SN Athena. Šios supernovos yra už milijardų šviesmečių, tačiau jas matome tik dėl neįtikėtino optinio reiškinio.
Gravitaciniai lęšiai: gamtos teleskopai erdvėlaikyje
Pagal Einšteino bendrąją santykinumo teoriją, masyvūs objektai, tokie kaip galaktikų telkiniai, išlenkia aplinkinį erdvėlaikį. Kai tokia masė atsiduria tarp mūsų ir tolimos supernovos, ji veikia kaip galingas gravitacinis lęšis.
Šis reiškinys padaro tris dalykus:
- Padidina vaizdą: Leidžia pamatyti objektus, kurie būtų per blankūs net JWST.
- Iškraipo vaizdą: Supernova gali atrodyti kaip lankas arba keli atskiri taškai.
- Sukuria laiko vėlavimą: Kadangi šviesa iki mūsų keliauja skirtingo ilgio išlenktais keliais, tas pats sprogimas pasirodo skirtingu metu.
Būtent šis laiko vėlavimas yra raktas į Hubble’io konstantos nustatymą.
Supernovų „Ares“ ir „Athena“ prognozė
Supernova „Ares“ pirmą kartą užfiksuota sprogusi MJ0308 galaktikų telkinyje, kai Visatai buvo vos 4 milijardai metų. Tai viena tolimiausių kada nors užfiksuotų supernovų.
Mokslininkas Conoras Larisonas teigia, kad dėl milžiniško atstumo ir lęšiavimo geometrijos, kitas šios supernovos atvaizdas pasirodys tik po 60 metų. Tai suteikia galimybę atlikti unikalų prognozuojamąjį eksperimentą, kuris taps testu būsimoms astronomų kartoms.
Supernova „Athena“, sprogusi prieš 6,5 milijardo metų, yra artimesnė mūsų laikmečiui. Prognozuojama, kad jos pakartotiniai atvaizdai pasirodys po 2–3 metų. Tai reiškia, kad jau artimiausiu metu turėsime nepriklausomą, vieno žingsnio matavimą, kuris padės nustatyti, kuris iš dabartinių Hubble’io konstantos matavimo metodų yra teisingas.
Tamsioji energija ir Visatos likimas
Kodėl šis matavimas toks svarbus? Laiko vėlavimas tarp lęšiuotų vaizdų tiesiogiai priklauso nuo to, kaip greitai erdvė plėtėsi šviesai keliaujant link mūsų. Ši plėtimosi istorija yra neatsiejama nuo tamsiosios energijos, kuri sudaro apie 70 % Visatos masės ir energijos.
„Kuo ilgesnis laiko vėlavimas, tuo geriau šios supernovos padeda apriboti kosmologinius parametrus,“ – aiškina C. Larisonas. Jei „Ares“ ir „Athena“ patvirtins 73 km/s/Mpc greitį, tai gali reikšti, kad reliktinio spinduliavimo interpretacijoje kažko pasigendame. Jei jos nurodys 67 km/s/Mpc, „kosminių kopėčių“ metodas gali turėti sisteminių klaidų.
Nauja laiko stebėjimo astronomijos era
Atrastos supernovos žymi naują erą astronomijoje, kurioje mes ne tik stebime dabartį, bet ir laukiame ateities įvykių pagal tikslius matematinius modelius.
Hubble’io įtampa nebėra tik teorinis nesutarimas – tai proga giliau suprasti pačią Visatos audinio prigimtį. Po 60 metų, kai vėl pasirodys „Ares“, mūsų technologijos bus neatpažįstamos, tačiau šis senovinis šviesos signalas vis dar neš tą pačią žinutę apie tai, kaip greitai auga mūsų namai – Visata.
