Zrychlená expanze vesmíru je pokles jasu extrémně vzdálených „standardních svíček“ ( supernov typu Ia ) objevených koncem 90. let 20. století , interpretovaný jako zrychlení expanze vesmíru . Vzdálenosti k jiným galaxiím jsou určeny měřením jejich rudého posuvu . Podle Hubbleova zákona je velikost rudého posuvu světla ze vzdálených galaxií přímo úměrná vzdálenosti od těchto galaxií. Vztah mezi vzdáleností a červeným posuvem se nazývá Hubbleův parametr (nebo, ne zcela přesně, Hubbleova konstanta ).
Hodnota samotného Hubbleova parametru však musí být nejprve nějakým způsobem určena, a k tomu je nutné změřit hodnoty rudého posuvu pro galaxie, jejichž vzdálenosti již byly vypočteny jinými metodami. Astronomie k tomu používá „ standardní svíčky “, tedy objekty, jejichž svítivost je známá. Nejlepším typem „standardní svíčky“ pro kosmologická pozorování jsou supernovy typu Ia. Jsou velmi jasné a vzplanou pouze tehdy, když hmotnost staré hvězdy „ bílého trpaslíka “ dosáhne hranice Chandrasekhar , jejíž hodnota je známa s vysokou přesností. Proto by všechny explodující supernovy typu Ia ve stejné vzdálenosti měly mít téměř stejnou pozorovanou jasnost; v tomto případě je žádoucí provést korekce rotace a složení původní hvězdy. Porovnáním pozorované jasnosti supernov v různých galaxiích lze určit vzdálenosti k těmto galaxiím.
V roce 1998 při pozorování supernov typu Ia bylo zjištěno, že ve vzdálených galaxiích, jejichž vzdálenost byla určena Hubbleovým zákonem, mají supernovy typu Ia jas nižší, než jaký mají mít [1] [2] . Jinými slovy, vzdálenost k těmto galaxiím, vypočtená metodou „standardních svíček“ (supernovy Ia), se ukazuje být větší než vzdálenost vypočítaná na základě dříve stanovené hodnoty Hubbleova parametru. Došlo se k závěru, že vesmír se nejen rozpíná, ale rozpíná se zrychlením .
Za tento objev obdrželi Saul Perlmutter , Brian P. Schmidt a Adam Riess v roce 2006 cenu Shao za astronomii a v roce 2011 Nobelovu cenu za fyziku .
Tato pozorování pak byla podpořena jinými zdroji: měřením CMB , gravitační čočkou , nukleosyntézou velkého třesku . Všechna získaná data dobře zapadají do modelu lambda-CDM .
Dříve existující kosmologické modely předpokládaly, že expanze vesmíru se zpomaluje. Vycházeli z předpokladu, že hlavní částí hmoty Vesmíru je hmota – viditelná i neviditelná ( temná hmota ). Na základě nových pozorování naznačujících zrychlení expanze byla postulována existence neznámé formy energie s podtlakem (viz stavové rovnice ). Říkali tomu „ temná energie “.
Myšlenka zrychlené expanze vesmíru s sebou nese řadu netriviálních důsledků týkajících se povahy jeho vývoje. Zejména za některých nepříliš restriktivních předpokladů byla prokázána zásadní nemožnost dosažení termodynamické rovnováhy v rychle se rozpínajícím vesmíru [3] .
Zcela jiný druh světa vznikne, pokud opustíme hypotézu velkého třesku a necháme se vést kosmologií černé díry . Pak bude zrychlení přirozeným pádem do nekonečně se rozšiřujícího prostoru uvnitř černé díry. Reliktní záření se objevuje v určitém okamžiku po průchodu Schwarzschildovou sférou a obecně platí, že vše, co se dříve počítalo od okamžiku velkého třesku, se musí počítat od tohoto okamžiku. Zásadní rozdíl je v tom, že v referenční soustavě, která předpokládá pád do černé díry, se odehrává i historie až do tohoto okamžiku.
Na konci roku 2019 korejští vědci předložili pozorovací data naznačující velmi vysokou korelaci (99,5 %) svítivosti supernov Ia se stářím jejich hostitelských galaxií, což plně vysvětluje nesrovnalost mezi pozorovanou svítivostí s rudým posuvem, a tedy popírá zrychlení rozpínání Vesmíru [4] . Diskusi o otázce existence temné energie nechávají autoři nad rámec článku; skeptici poznamenávají, že data nelze rozšířit na hypotézu existence temné hmoty , protože existuje mnoho dalších kosmologických dat, která lze zatím vysvětlit pouze jejich použitím ve výpočtech.
| Kosmologie | |
|---|---|
| Základní pojmy a objekty | |
| Historie vesmíru | |
| Struktura vesmíru | |
| Teoretické pojmy | |
| Experimenty | |
| Portál: Astronomie | |