Fysiker fastnar för universums accelererande expansion

För nästan ett sekel sedan upptäckte den berömde astronomen Edwin Hubble att universum expanderar i en accelererande takt. Ju längre bort galaxerna låg från jorden, desto snabbare tycktes de avlägsna sig. Denna observation lade grunden för mycket av dagens kosmologi. Men att fastställa det exakta sambandet mellan avståndet till himlakroppar och deras hastighet är fortfarande en av astronomins största utmaningar.

Problemet kretsar kring Hubble-konstanten, som mäter universums expansionshastighet. Trots flera försök att beräkna dess värde har resultaten skiljt sig åt avsevärt. Ibland stämmer inte beräkningarna överens med observationer, och ibland motsäger olika mätmetoder varandra. Denna motsägelse har fått namnet Hubble-spänningen.

Nu presenterar ett internationellt forskarlag en av de mest exakta mätningarna hittills. Enligt deras studie, publicerad i tidskriften Astronomy & Astrophysics, uppgår Hubble-konstanten till cirka 73,5 kilometer per sekund per megaparsec (ungefär 3,26 miljoner ljusår). Även om resultatet är ett steg närmare en lösning, belyser det också hur svårt det är att lösa spänningen.

Forskarna menar att den rådande kosmologiska modellen förutspår att Hubble-konstanten borde vara tio procent lägre än vad de nu mätt. Denna skillnad är mer än fem gånger större än den kombinerade osäkerheten i både mätningar och modeller.

"Den rådande kosmologiska modellen förutspår att Hubble-konstanten borde vara tio procent lägre än vad vi mäter direkt. Denna skillnad är känd som Hubble-spänningen, och den är mer än fem gånger större än den kombinerade osäkerheten i både modeller och mätningar."

Tidigare försök att fastställa Hubble-konstanten har gett varierande resultat. För att förena dessa mätningar utvecklade forskarna en statistisk ram för att kombinera alla data och identifiera eventuella motsägelser. Resultatet är den mest exakta mätningen hittills, med en noggrannhet på en procent för första gången.

Även om denna precision är ett viktigt framsteg kvarstår mycket arbete. "Att bekräfta Hubble-spänningen gör det ännu viktigare för oss att förstå varför mätningarna skiljer sig åt," säger huvudförfattaren Stefano Casertano från Space Telescope Science Institute till Phys.org.

Frågan kvarstår: Är vår förståelse av universum ofullständig, eller finns det fysikaliska lagar vi ännu inte upptäckt? Hubble-spänningen pekar åtminstone på att det finns mer att lära.