Hubble-konstanten er en enhet som beskriver hvor raskt universet ekspanderer i forskjellige avstander fra et bestemt punkt i rommet. Det er en av nøkkelstenene i vår forståelse av universets evolusjon - og forskere er forankret i en debatt om dets sanne verdi.
Hvordan Hubble-konstanten ble oppdaget
Hubble-konstanten ble først beregnet på 1920-tallet av den amerikanske astronomen Edwin Hubble. Han oppdaget at uklare, skylignende himmelobjekter var fjerne galakser som satt utenfor vår egen Melkeveisakse, ifølge NASA.
Tidligere viste den amerikanske astronomen Henrietta Leavitt at spesielle stjerner kalt Cepheid-variabler, hvis lysstyrke regelmessig stiger og faller, hadde en tett sammenheng mellom perioden med deres variasjon og deres egen lysstyrke. Ved å vite hvor lys en Cepheid virkelig er, og hvor svak lyset hennes så ut når det ble sett fra Jorden, var Hubble i stand til å utlede Cepheids avstand.
Det Hubble fant var bemerkelsesverdig. Alle galaksene i universet så ut til å bevege seg bort fra planeten vår. Videre, jo lenger en galakse var, jo raskere gikk den ned. Denne observasjonen, som Hubble gjorde i 1929, ble grunnlaget for det som er kjent som Hubbles lov, som sier at det er et forhold mellom avstanden et objekt i kosmos er fra oss og den hastigheten som den går tilbake, ifølge en forklarende fra Cornell University.
Jorden er forresten ikke på et eller annet privilegert sted i sentrum av universet. Enhver observatør hvor som helst i kosmos vil se at himmelske enheter beveger seg bort med en hastighet som øker med avstanden.
Ved hjelp av dataene hans forsøkte Hubble å estimere konstanten som bærer navnet hans, og kom med en verdi på rundt 342 000 mph per million lysår, eller 501 kilometer per sekund per megaparsek (Mpc) i kosmologenheter. (En megaparsek tilsvarer 3,26 millioner lysår.) Mer nøyaktige moderne teknikker har foredlet denne første målingen og vist at den var rundt 10 ganger for høy.
Hvorfor Hubble-konstanten stadig endrer seg
Men nøyaktig hvor mye Hubble gikk av med, forblir en stridssak. På 1990-tallet oppdaget astronomer at fjerne supernovaer var svakere og derfor lenger borte enn de tidligere hadde mistenkt. Dette funnet antydet at universet ikke bare ekspanderte, men også akselererte i utvidelsen. Resultatet krevde tilsetningen av mørk energi - en mystisk kraft som skyver alt i kosmos fra hverandre - i kosmologers modeller av universet.
Etter denne overraskelsen prøvde forskere å fastslå hastigheten på den kosmiske akselerasjonen, for å finne ut hvordan universet begynte og utviklet seg, og hva dets endelige skjebne vil være. Data fra Cepheid-variabler og andre astrofysiske kilder beregnet Hubble-konstanten til å være 50 400 mph per million lysår (73,4 km / s / Mpc) i 2016.
Men et alternativt nummer er avledet ved hjelp av informasjon fra Det europeiske romfartsorganets Planck-satellitt. Romfartøyet har brukt de siste 10 årene på å gjøre målinger av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen - et ekko fra Big Bang som inneholder data om universets grunnleggende parametere. Planck fant Hubble-konstanten å være 46.200 mph per million lysår (67,4 km / s / Mpc) i 2018.
De to verdiene virker kanskje ikke så veldig forskjellige. Men hver er ekstra presis, og de inneholder ingen overlapping mellom feilstengene. Hvis Cepheid-estimatet er galt, betyr det at alle astronomenes avstandsmålinger har vært uriktige siden Hubbles dager. Hvis det andre anslaget er galt, må ny og eksotisk fysikk bli introdusert i fysikernes modeller av universet. Så langt har ingen av forskerne som bestemte tallene vært villige til å innrømme noen større målefeil.
I juli 2019 brukte astronomer en ny teknikk for å komme med en ny beregning av Hubble-konstanten. Forskere studerte lyset fra røde kjempestjerner, som alle når samme lysstyrke på slutten av livet. Dette betyr at astronomer, som med Cepheids, kan se på hvor svake røde kjempestjerner dukker opp fra Jorden og estimerer deres avstand. Den nye verdien satt midt i mellom de to gamle - 47 300 km / h per million lysår (69,8 km / s / Mpc) - men forskere har ikke erklært seier ennå.
"Vi ønsket å lage en bindebryter," sa Barry Madore, en astronom ved University of Chicago og et medlem av teamet som gjorde den siste målingen, til Live Science. "Men den sa ikke at denne siden eller den siden er riktig. Den sa at det var mye mer bakk enn alle trodde før."
Debatten fortsetter. Noen har antydet at Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), som ser på krusninger i stoffet fra romtid laget av fjerne nøytronstjerner som styrter inn i hverandre, kan gi et annet uavhengig datapunkt. Andre ser etter gravitasjonslinsing, som oppstår når ekstremt massive gjenstander bøyer seg og fordreper romtid som et forstørrelsesglass, og gir en titt på enheter enda lenger unna, for å oppklare avviket. Men for øyeblikket er ingen helt sikre på hvor og når det endelige svaret om Hubble-konstanten vil vises.
