Astronomové ze Státní ohijské univerzity na základě pozorování blízké galaxie M33 v souhvězdí Trojúhelníka zjistili, že vesmír je možná o 15 % starší a větší, než jak se po dlouhou dobu vědci domnívali.

Objev ukazuje, že hodnota Hubbleovy konstanty — číslo, o které vědci opírají spousty kosmologických výpočtů, včetně výpočtů velikosti a stáří kosmu — by mohla být značně jiná. Podle zjištění je dokonce o 15 % menší, z čehož plyne, že vesmír je o 15 % větší a 15 % starší.

Astronomové k tomuto závěru došli poté, co použili novou metodu k určování mezigalaktických vzdáleností. Jak sami říkají, je mnohem jednodušší a přesnější než standardní, dlouho používané techniky. Krzysztof Stanek, mimořádný profesor astronomie na Státní ohijské univerzitě, se svými kolegy novou metodu popisuje v článku, který vyjde v nadcházejícím vydání časopisu Astrophysical Journal (je možné jej stáhnout ze známého archivu http://www.arxiv.org Cornellovy univerzity).

Galaxie M33 v souhvězdí trojúhelníka. Měřením jejích hvězd astronomové ze Státní ohijské univerzity zjistili, že od Země je o 15 procent dále, než jak ukazovala předchozí měření. Autor Canada-France-Hawaii Telescope/J-C Cuillandre

Když ve 20. letech Edwin Hubble pozorováním rozličných galaxií zjistil, že se vesmír rozpíná, ihned našel vztah, který říkal, že rychlost vzdalování jedné galaxie vzhledem k Zemi je přímo úměrná vzdálenosti galaxie od Země. Konstantou úměrnosti je právě Hubbleova konstanta. Hubble ji sice určil příliš vysokou, ale její současná hodnota se v učebnicích kosmologie od 50. let 20. století příliš nezměnila.

„Hubbleova konstanta bývala jediným parametrem, jejž jsme docela dobře znali, ale teď ani ona na tom není dobře. V současnosti víme o jistých věcech trochu víc než o ní,“ říká Stanek. „Před deseti lety jsme ani nevěděli, že existuje skrytá energie. A teď víme, kolik oné energie je — a víme to s větší jistotou než hodnotu Hubbleovy konstanty, která existuje skoro 80 let.“

Přesto Stanek tvrdí, že s kolegy neplánovali prokázat, že hodnota Hubbleovy konstanty je jiná. Pouze se snažili najít jednodušší způsob, jak měřit vzdálenosti.

Dosavadní měření mezigalaktických vzdáleností si žádá spousty složitých postupů. „V každém kroku se nám hromadí chyby,“ říká Stanek. „Toužili jsme po nezávislém způsobu měření vzdálenosti — po jednoduchém postupu, který by jednoho dne mohl pomoci s měřením skryté energie i jiných věcí.“

Vědci studovali dvě jasné hvězdy v galaxii M33, které tvoří binární systém, tj. jsou gravitačně vázány a obíhají kolem sebe. Při pohledu ze Země jedna hvězda zakryje druhou jednou za pět dní. K pozorování použili různé teleskopy s průměry optiky od jednoho do deseti metrů. Trvalo deset let, než došli k cíli a novou metodu vyvinuli.

K zjištění skutečných jasností hvězd astronomové měřili jejich hmotnosti. Jelikož jsou hvězdy od nás daleko, vypadají mnohem slabší, než ve skutečnosti jsou. Právě rozdíl mezi skutečnou a zdánlivou jasností astronomům prozradí vzdálenost hvězd od Země. Ke svému překvapení vědci zjistili, že vzdálenost galaxie M33 je o 15 % větší, než očekávali: určili ji na zhruba 3 miliony světelných let namísto 2,6 milionu světelných let, jak udává výpočet založen na Hubbleově konstantě.

Je-li jimi naměřená vzdálenost správná, pak skutečná hodnota Hubbleovy konstanty může být o 15 % nižší — takže vesmír může být o 15 % větší a starší —, než jak se po desetiletí astronomové domnívali.

„Naše měření bylo zatíženo chybou kolem šesti procent, což je docela slušné,“ říká Stanek. Aby snížili chybu měření, plánují provést tytéž výpočty pro jiný hvězdný systém v téže galaxii nebo v sousední Velké galaxii v Andromedě, kterou v naších zeměpisných šířkách můžeme na noční obloze spatřit i v těchto dnech bez dalekohledu. Typ binárních systémů, které vědci hledají, je však poměrně vzácný, říká Stanek, a provést veškerá potřebná měření k zopakování výpočtů bude trvat pravděpodobně nejméně další dva roky.