De mest presise målingene som noen gang er gjort av universets sammensetning og hvor raskt det utvider seg antyder at “noe er fishy” i vår forståelse av kosmos, sa astrofysikeren som ledet forskningen onsdag.
Den omfattende nye studien publisert i The Astrophysical Journal bekreftet videre at det er et betydelig avvik mellom to forskjellige måter å estimere hastigheten universet ekspanderer med.
Studien sa at rundt fem prosent av universet består av det vi kan tenke på som normal materie, mens resten er mørk materie og mørk energi – som begge forblir innhyllet i mystikk.
Mørk energi, en hypotetisk kraft som får universet til å utvide seg i en stadig økende hastighet, utgjør 66,2 prosent av kosmos, ifølge studien publisert i The Astrophysical Journal.
De resterende 33,8 prosentene er en kombinasjon av materie og mørk materie, som også er ukjent, men kan bestå av en ennå uoppdaget subatomær partikkel.
For å komme frem til de mest presise grensene ennå satt for hva universet vårt består av, observerte et internasjonalt team av forskere eksploderende stjerner kalt supernovaer.
De analyserte lyset fra 1550 forskjellige supernovaer, alt fra nær hjemmet til mer enn 10 milliarder lys år unna, tilbake da universet var en fjerdedel av sin nåværende alder.
“Vi kan sammenligne dem og se hvordan universet oppfører seg og utvikler seg over tid,” sa Dillon Brout fra Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics og hovedforfatter av studien, kalt Pantheon+.
– To tiår med analyse –
Studien oppdaterte dataene fra Pantheon-prosjektet for et par år siden, og slo ut mulige problemer og spikret mer presise beregninger.
“Denne siste Pantheon+-analysen er en kulminasjon av mer enn to tiår med iherdig innsats fra observatører og teoretikere over hele verden med å tyde essensen av kosmos,” sa den amerikanske astrofysikeren Adam Reiss, 2011s fysikknobelvinner, i en uttalelse.
Det var ved å observere supernovaer tilbake på slutten av 1990-tallet at Reiss og andre forskere oppdaget at universet ikke bare utvidet seg, men også gjorde det i økende hastighet, noe som betyr at galakser raser bort fra hverandre.
“Det var som om du kastet en ball opp, og i stedet for at ballen kom ned, skjøt den opp og fortsatte å akselerere,” sa Brout om overraskelsen over denne oppdagelsen.
Pantheon+ samlet også data med SH0ES supernova-samarbeidet for å finne det som antas å være den mest nøyaktige målingen for hvor raskt universet ekspanderer.
De estimerte at universet for tiden utvider seg 73,4 kilometer i sekundet hvert megaparsek, eller 3,26 millioner lysår. Det viser seg å være rundt 255 000 kilometer (160 000 miles) i timen, ifølge en uttalelse fra Harvard-Smithsonian.
Men det er et problem.
– Hubble-spenningen –
Måling av kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling, som kan se mye lenger tilbake i tid til rundt 300 000 år etter Big Bang, antyder at universet ekspanderer i en betydelig lavere hastighet – rundt 67 kilometer per megaparsek.
Denne diskrepansen har blitt kalt Hubble-spenningen, etter den amerikanske astronomen Edwin Hubble.
Pantheon+-resultatene har hevet vissheten om Hubble-spenningen over det som er kjent som fem sigma-terskelen, noe som betyr at avviket “ikke lenger kan tilskrives flaks”, sa Brout.
“Det tyder absolutt på at noe potensielt er skumle med vår forståelse av universet,” sa Brout til AFP.
Noen mulige, ubekreftede teorier for avviket kan inkludere en annen type mørk energi i det veldig tidlige universet, primordiale magnetiske felt, eller til og med at Melkeveien sitter i et kosmisk tomrom, og potensielt bremser den.
Men foreløpig sa Brout at “vi, som forskere, trives med å ikke forstå alt.
“Det er fortsatt potensielt en stor revolusjon i vår forståelse, som kommer potensielt i løpet av livet vårt,” la han til.
dl/jj