I et nylig innlegg skrev jeg om en studie som hevdet mørk energi ikke er nødvendig for å forklare rødskiftene til fjerne supernovaer. Jeg nevnte også at vi ikke burde utelukke mørk energi ganske ennå, fordi det er flere uavhengige mål for kosmisk utvidelse som ikke krever supernovaer. Visst nok, en ny studie har målt kosmisk ekspansjon uten at alt murret med supernovaer. Studien bekrefter mørk energi, men den reiser også noen få spørsmål.
I stedet for å måle lysstyrken til supernovaer, ser denne nye studien på en effekt kjent som gravitasjonslinsing. Siden tyngdekraften er en krumning av rom og tid, avbøyes en lysstråle når den passerer nær en stor masse. Denne effekten ble først observert av Arthur Eddington i 1919 og var en av de første bekreftelsene på generell relativitet.
Noen ganger skjer denne effekten i en kosmisk skala. Hvis en fjern supernova er langt bak en galakse, blir lyset fra kvasaren bøyd rundt forgrunnen galaksen, og skaper flere bilder av kvasaren. Det er denne gravitasjonslinseringen av fjerne kvasarer som var i fokus for denne nye studien.
Så hvordan måler dette kosmisk utvidelse? Hvert linsebilde av en kvasar nær en galakse er produsert av lys som reiste en annen bane rundt galaksen. Noen stier er lengre og andre er kortere. Så lyset fra kvasaren tar en annen mengde tid å nå oss. Kvasarer produserer ikke bare en jevn lysstrøm, men flimrer heller litt over tid. Ved å måle flimmeren på hvert linset kvasarbilde, målte teamet tidsforskjellen på hver bane, og dermed avstanden til hver bane.
Når vi kjenner til avstanden til hver bildebane, kunne teamet deretter beregne størrelsen på galaksen. Det er forskjellig fra den tilsynelatende størrelsen. Siden universet ekspanderer, blir bildet av galaksen strukket på vei til oss, slik at galaksen fremstår som større enn den faktisk er. Ved å sammenligne den tilsynelatende størrelsen på galaksen med den faktiske størrelsen som beregnet av den linsede kvasaren, vet du hvor mye kosmos har utvidet seg. Teamet gjorde dette med mange linsekvasarer og var i stand til å beregne frekvensen av kosmisk ekspansjon.
Kosmisk ekspansjon uttrykkes vanligvis av Hubble-konstanten. Denne siste forskningen fikk en verdi på 74 (km / s) / Mpc for Hubble-konstanten, som bare er litt høyere enn supernovaemålinger. Gitt usikkerhetsområdet er supernovaene og linsetiltakene enige.
Men disse målingene stemmer ikke overens med andre mål, for eksempel de fra den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, som gir en verdi rundt 67 (km / s) / Mpc. Dette er et enormt problem. Vi har nå flere mål på Hubble-konstanten ved å bruke helt uavhengige metoder, og de er ikke enige. Vi beveger oss utover det såkalte Hubble spenning til direkte motsetning.
Så finjustering av supernova-resultater blir ikke kvitt mørk energi. Det ser fortsatt ut som mørk energi er veldig ekte. Men det er nå klart at det er noe vi ikke forstår om det. Det er et mysterium flere data kan løse etter hvert, men for øyeblikket gir flere data oss flere spørsmål enn svar.
Referanse: Wong, Kenneth C., et al. “H0LiCOW XIII. En 2,4% måling av H0 fra linsede kvasarer: 5.3sigma spenning mellom tidlige og sent-universet sonder. "
