Fizička kozmologija, kao mlada prirodna znanost, iznimno je dinamično područje istraživanja. Novi podaci neprekidno dovode u pitanje postojeća objašnjenja koja su uostalom u znanosti preliminarna po definiciji. Teoretičarima je posao da stalno nude nova potencijalna rješenja. Mnoga se od njih kasnije pokažu kao promašaji, ali neka ispadnu pun pogodak. A pogodak bude značajniji što je veći problem na kojeg se cilja. A jedan od prilično velikih kozmoloških problema danas poznat je pod nazivom Hubbleova napetost.

Hubbleova napetost

Svemir se širi, što znači da se daleke galaksije od nas udaljavaju tim brže što su udaljenije. Brzina udaljavanja proporcionalna je udaljenosti, a konstanta proporcionalnosti je Hubbleova konstanta. To je, u najkraćim crtama, Hubbleov zakon (točnije Hubble-Lemaîtreov zakon). E sad, kako se već kaže, vrag je u detaljima.

Sama Hubbleova konstanta zapravo nije konstanta. Ona je, općenito, parametar koji ovisi vremenu. Vrijednost tog parametra mijenjala se kroz kozmološku povijest. Ono što mjerimo danas sa Zemlje označavamo s H₀. Indeks nula kod fizičkih veličina obično znači početnu vrijednost, ali ovdje znači sadašnju vrijednost.

Taj H₀ možemo mjeriti na dva načina. Prvi je način lokalno mjerenje. Pod lokalnim se misli na galaksije koje se udaljavaju (nisu gravitacijski vezane unutar našeg skupa ili superskupa), a opet nisu jako daleke. Takvim galaksijama udaljenost možemo mjeriti zahvaljujući supernovama, ili pak cefeidama. Iz mjerenja koja su napravljena svemirskim teleskopom Hubble, ili u zadnje vrijeme (2023.) svemirskim teleskopom James Webb, došlo se do vrijednosti (74,03 ± 1,42) km/s/Mpc.

Drugi je način neizravno mjerenje kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja i onda korištenje standardnog modela fizičke kozmologije eda bi se izračunala Hubbleova konstanta. Pod neizravnim ovdje mislimo na korištenje teorijskog modela. A kako kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje nije lokalni fenomen nego se tiče svemira u cjelini onda ovu metodu ne smatramo lokalnom. Uglavnom, taj drugi način je prema zadnjim podacima (iz 2018.) prikupljenim satelitom Planck dao vrijednost (67,4 ± 0,5) km/s/Mpc.

Da je preciznost mjerenja lošija, kao što je nekada bila, pa da su dva načina dala rezultate (74 ± 5) km/s/Mpc i (67 ± 5) km/s/Mpc onda problema ne bi bilo. Naime, brojevi (74 ± 5) i (67 ± 5) su fizičarima isti broj. Statistički gledano odstupanje je jedan sigma (to je mjera koja odgovara određenoj vjerojatnosti slaganja). Međutim, brojevi (74,03 ± 1,42) i (67,4 ± 0,5) više nisu isti broj. Oni statistički odstupaju više od pet sigma. I zato imamo problem, koji od milja nazivamo Hubbleova napetost. Kad dvije metode za istu veličinu daju dva rezultata koja su statistički značajno različita to nam govori da nešto nije u redu. Ili postoje sustavne pogreške koje nismo uzeli u obzir, što je manje vjerojatno, ili korišteni kozmološki model nije dobar, što je vjerojatnije i za što mnogi, iz ovog ili onog razloga, navijaju.

Dakle, u želji da riješe Hubbleovu napetost, teoretičari uglavnom nude nove kozmološke modele, ili modifikacije starih modela. No ovaj se tjedan u Durhamu, u Engleskoj, na znanstvenom skupu Kraljevskog astronomskog društva, čulo da postoji nešto što nismo uzeli u obzir, a moglo bi ponuditi rješenje Hubbleove napetosti.

Void ili kozmička praznina

Svemir je ispunjen galaksijama, no te galaksije nisu raspoređene baš homogeno. Galaksije su grupirane u skupove, a skupovi u superskupove. Ti superskupovi grade svojevrsne kozmičke mreže i u njima postoje veliki prazni prostori. Svaku takvu prazninu, mjesto gdje nema, ili gotovo nema, galaksija nazivamo void. Void je ogromna kozmička praznina.

Već su se prije dvadesetak godina pojavile naznake da je u našem dijelu svemira broj galaksija manji od očekivanog. Podaci koji su prikupljani sve do današnjih dana pomalo su išli sve više tome u prilog. Kako sad stvari stoje čini se da je unutar područja širokog oko dvije milijarde godina prosječna gustoća galaksija manja nekih 20%. A naša galaksija je negdje blizu središta tog područja. Tako da svemir, čini se, opažamo iz pozicije koja nam... hm... kvari dojam. Kao da smo, recimo, kratkovidni a nismo toga svjesni. Pa bi nam korekcija te mane iznenađujuće poboljšala sliku svemira. Tako nekako.

Istraživač koji se pozabavio tom idejom je Indranil Banik, a čitatelji željni tehničkih detalja mogu pogledati njegovu prezentaciju sa spomenutog skupa.

Dario Hrupec docent je na Odjelu za fiziku Sveučilišta u Osijeku. Bavi se visokoenergijskom gama-astronomijom. Član je međunarodnih kolaboracija MAGIC i CTA. Autor je niza srednjoškolskih udžbenika iz fizike i tri znanstveno-popularizacijske knjige: "Protiv nadnaravnoga", "Ažurirani svemir" i "Razumljivi svijet".