Stáří vesmíru vypočítané z dat z teleskopu ACT vychází stejně jako z dat ze sondy Planck

07. 01. 2021

Vesmír Planck Teleskopy

Astronomové pomocí teleskopu v ACT (Atacama Cosmology Telescope) v poušti Atacama prozkoumali nejstarší pozorovatelné světlo ve vesmíru - reliktní záření. Z nových dat určili stáří vesmíru, které jim vyšlo na 13,77 miliard let. Tato hodnota je v souladu s výpočtem založeným na datech z vesmírné sondy Planck, která zkoumala stejné světlo z oběžné dráhy.

CMB, z vesmírné sondy WMAP

Obrázek reliktního záření (cosmic microwave background, CMB) reprezentující 9 let pozorování vesmírné sondy WMAP.

Image credit: NASA / WMAP Science Team

Nový výpočet stáří vesmíru potvrzuje předchozí výpočty jinými metodami, zejména prostřednictvím Standardního modelu, který popisuje chování vesmíru na základě našeho aktuálního poznání. 

Stáří vesmíru nicméně vychází o několik set milionů let méně v případě výpočtu z pohybu galaxií a jiných vzdálených objektů. Obdobně vychází rozdílně také rychlost rozpínání vesmíru vypočítaná z reliktního záření a z pozorování okolního vesmíru. Tato rychlost je dána tzv. hubblovou konstantou H0, která do výpočtu stáří vesmíru vstupuje jako jeden z parametrů.

Vědci proto hledají další možné způsoby, jak potvrdit jeden, či druhý způsob výpočtu rozpínání vesmíru a tedy i jeho stáří. Různé hodnoty vychází sice s různou odchylkou, nicméně zdá se, že dvě hlavní metody mají výsledky dost přesné na to, aby bylo zřejmé, že nám něco chybí.

Rozpínání vesmíru

Rozpínání vesmíru se měří prostřednictvím hubblovy konstanty H0 (Hubblův-Lemaîterův zákon), která udává o kolik kilometrů se za sekundu rozšíří prostor jednoho megaparseku (3,26 milionů světelných let). Způsobů k vypočítání této hodnoty je několik, v blízkém vesmíru například astronomové pozorují konkrétní hvězdy (cefeidy) nebo supernovy, u kterých pomocí rudého posuvu pozorují, jak rychle se od nás vzdalují. Ve vzdáleném vesmíru zkoumají reliktní záření (CMB). Novým způsobem je potom zkoumání rozpínání vesmíru pomocí gravitačních vln.


  

    
Rok
    
Metoda
    
Výsledek
km/s/Mpc
  

    
1929
    
Edwin Hubble potvrdil, že se vesmír rozpíná. Konstantu rozpínání tehdy určil na 500 km/s na megaparsek, takto vysoká byla kvůli různým nepřesnostem při měření.
    
500
  

    
1950´s
    
Zpřesnění hubblovy konstanty.
    
70
  

    
1990´s
    
Potvrzení zrychlující se expanze vesmíru, temná energie se stává nejpřijímanějším vysvětlením tohoto zrychlování.
    

  

    
2001-2010
    
Americká vesmírná sonda WMAP změřila hubblovu konstantu pozorováním reliktního záření po velkém třesku.
    
68-70
  

    
2009-2013
    
Evropská vesmírná sonda Planck naměřila ještě nižší hodnoty hubblovy konstanty podobnou metodou jako WMAP.
    
67-68
  

    
2016
    
Měření rychlosti vzdalování supernov typu Ia od Země.
    
72-75
  

    
2017
    
Na prvních několika detekovaných gravitačních vlnách bylo ověřeno, že lze rozpínání vesmíru odvodit také tímto způsobem, hodnoty jsou však zatím velmi nepřesné (62-82 km/s na megaparsek) a vyžadují více detekcí gravitačních vln.
    
62-82
  

    
2018 
    
Hodnoty odvozené z pozorování cefeid potvrzují nesouvislost mezi měřeními mikrovlnného záření a pozorování hvězd a supernov.
    

  

    
2019
    
Pozorování světla vzdálených kvazarů, jejichž světlo bylo rozděleno gravitační čočkou.
    
72,5
  

    
2019
    
Zpřesnění měření pomocí pozorování cepheid Hubblovým teleskopem.
    
74,03
  

    
2019
    
Na základě detekovaných gravitačních vln z kolize neutronových hvězd a následného elektromagnetického záření přišli vědci s novou hodnotou hubblovy konstanty.
    
70.3
  

    
2019
    
Měření pomocí pozorování červených obrů Hubblovým teleskopem.
    
69.8
  

    
2019
    
Gama záření a rozptýlené extragalaktické světelné pozadí
    
67,4
  

    
2020
    
Porovnání gravitačních vln a elektromagnetického záření z kolizí neutronových hvězd
    
66,2