ايتنا - یکی از بزرگترین پارادوکس‌های کیهان ممکن است عجیب‌تر از چیزی باشد که تصور می‌شد

یکی از بزرگترین پارادوکس‌های کیهان ممکن است عجیب‌تر از چیزی باشد که تصور می‌شد

اندازه‌گیری‌های جدیدی که با تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) انجام شده، جنجال علمی پیرامون «تنش هابل» را عمیق‌تر کرده و حتی پیشنهاد می‌کند که ممکن است چنین تنشی اصلاً وجود نداشته باشد.

ستاره‌شناسان برای سال‌ها مشاهده کرده‌اند که جهان با سرعت‌های متفاوتی در حال انبساط است، بسته به اینکه به کدام جهت نگاه کنند. این مسئله را «تنش هابل» می‌نامند. برخی از اندازه‌گیری‌ها با بهترین درک فعلی ما از جهان همخوانی دارند، در حالی که برخی دیگر تهدید می‌کنند که این درک را به چالش بکشند.

به گزارش ایتنا و به نقل از لایوساینس، وقتی تلسکوپ جیمز وب در سال ۲۰۲۲ عملیاتی شد، یک گروه از محققان از دقت بی‌نظیر آن برای تأیید وجود تنش هابل استفاده کردند. اما طبق نتایج جدید از گروه دیگری از دانشمندان، ممکن است تنش هابل به دلیل خطای اندازه‌گیری باشد و در واقع فقط یک توهم باشد. با این حال، حتی این نتایج نیز قطعی نیستند.

وندی فریدمن (اخترفیزیکدان از دانشگاه شیکاگو و نویسنده اصلی این مطالعه) می‌گوید: «نتایج ما با مدل استاندارد کیهانی سازگار است، اما این بدان معنا نیست که تنشی وجود ندارد. این تجربه شبیه یک ترن هوایی است: هیجان‌انگیز است، اما لحظاتی وجود دارد که باید دوباره سربالایی را طی کنید».

مشکل هابل
در حال حاضر، دو روش استاندارد طلایی برای محاسبه ثابت هابل وجود دارد. اولین روش به بررسی نوسانات کوچک در «پرتوی زمینه کیهانی» می‌پردازد که بقایای نخستین نور جهان پس از بیگ بنگ است و حدود ۳۸۰ هزار سال پس از انفجار بزرگ به وجود آمده است.

پس از نقشه‌برداری از این نوسانات با استفاده از ماهواره پلانک متعلق به آژانس فضایی اروپا، کیهان‌شناسان ثابت هابل را تقریباً ۶۷ کیلومتر در ثانیه بر مگاپارسک محاسبه کردند. این اندازه‌گیری‌ها با دیگر داده‌های جهان اولیه و پیش‌بینی‌های نظری مطابقت داشت.

روش دوم به بررسی ستارگانی به نام «قیفاووسی» می‌پردازد. این ستارگان در حال مرگ‌اند و لایه‌های خارجی آن‌ها از گاز هلیوم منبسط و منقبض می‌شود و باعث می‌شود این ستارگان به طور دوره‌ای روشن و خاموش شوند.

گفتنی است هنگامی که ستاره‌های قیفاووسی روشن‌تر می‌شوند، سرعت نوسان آن‌ها کاهش می‌یابد و این امکان را به ستاره‌شناسان می‌دهد تا درخشش واقعی آن‌ها را اندازه‌گیری کنند. با مقایسه این درخشش واقعی با آنچه از زمین مشاهده می‌شود، ستاره‌شناسان می‌توانند زنجیره‌ای از این ستارگان را در یک «نردبان کیهانی» قرار دهند و به تدریج به اعماق گذشته جهان نگاهی بیندازند.

به تازگی، تیمی به رهبری آدام ریس (استاد نجوم از دانشگاه جانز هاپکینز) با استفاده از تلسکوپ هابل و جیمز وب، ثابت هابل را ۷۳٫۲ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک محاسبه کردند. این اختلاف بین نتایج روش‌های مختلف، تنش هابل را تثبیت کرد.

اما فریدمن پیشتر پیشنهاد داده بود که غبار، گاز و سایر ستارگان ممکن است درخشش قیفاووسی‌ها را تحت تأثیر قرار دهند و تفاوت‌هایی که مشاهده می‌شود، در واقع یک خطای اندازه‌گیری باشد.

پایان تنش هابل؟
در مطالعه جدید، فریدمن و همکارانش با استفاده از جیمز وب بر روی ۱۱ کهکشان نزدیک حاوی ابرنواخترهای نوع Ia تمرکز کردند. آن‌ها فاصله این کهکشان‌ها را اندازه‌گیری و آن‌ها را با استفاده از سه نردبان کیهانی مختلف، شامل ستارگان قیفاووسی، ستارگان غول قرمز و ستارگان شاخه نامتقارن غول مقایسه کردند.

نتایج این اندازه‌گیری‌ها گیج‌کننده بود. ستارگان غول قرمز ثابت هابل ۶۹٫۸۵ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک و ستارگان دیگر ۶۷٫۹۶ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک را نشان دادند. اما اندازه‌گیری قیفاووسی‌ها باز هم عددی بالاتر از ۷۲٫۰۴ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک را نشان داد، هرچند کمتر از نتایج ریس.

ریس بر این باور است که تفاوت نتایج ممکن است به دلیل انتخاب نمونه‌های کوچک توسط فریدمن باشد. او گفت: «نمونه‌ای که انتخاب کردند، به خودی خود ثابت هابل را کاهش می‌دهد.»

اما فریدمن در پاسخ گفت که هرچند نمونه کوچک است، اما ممکن است نشان‌دهنده وجود یک خطای سیستماتیک در اندازه‌گیری قیفاووسی‌ها باشد. او معتقد است که باید اندازه‌گیری‌های بیشتری انجام شود و احتمالاً با استفاده از نوع دیگری از ستارگان.