Sciencemag.cz
Doporučujeme
Před téměř 30 lety stačila studie zahrnující asi 50 explodujících hvězd, aby to otřáslo moderní kosmologií. Výzkumníci tehdy mapovali a měřili světlo ze supernov typu Ia – výbuchů specifického druhu bílého trpaslíka na konci života hvězdy. V roce 1998 oznámili překvapivé výsledky: místo toho, aby se rozpínání vesmíru zpomalovalo nebo zůstávalo konstantní, expanze se zrychlovala. Objev temné energie, neznámé složky odpovědné za toto zrychlené rozpínání, byl oceněn Nobelovou cenou.
Od konce 90. let zaznamenaly desítky experimentů pomocí různých dalekohledů a metod více než 2 000 supernov typu Ia. Bez zahrnutí odlišností mezi experimenty však porovnávání jejich výsledků nedává příliš smysl.
Aby bylo možné tato měření sjednotit a přesněji změřit roli temné energie, vytvořili nyní vědci dosud největší standardizovaný soubor dat supernov typu Ia. Soubor Union3 byl sestaven mezinárodním týmem Supernova Cosmology Project (SCP), vedeným Lawrence Berkeley National Laboratory.
Analýza dat z této nové databáze nyní naznačuje, že temná energie by se mohla v průběhu času měnit. Výsledky nejsou zatím dostatečně silné na to, aby s jistotou potvrdily, že temná energie začíná slábnout. Ale směřují stejným směrem jako nezávisle provedené analýzy dat získaných pomocí přístroje Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
Už dvě nezávislé metody tak ukazují mírnou odchylku od jednoduchého modelu Lambda-CDM. „Je vzrušující, že se konečně dostáváme k přesnosti, kde začíná být možné rozlišit mezi různými teoriemi temné energie,“ uvádí spoluautor studie Saul Perlmutter, nositel Nobelovy ceny z roku 2011 právě za objev temné energie.
Podle dnes převládajícího modelu Lambda-CDM má temná energie (Lambda) stále stejnou sílu (tedy je to „kosmologická konstanta“) a působí proti gravitačnímu smršťování, způsobenému chladnou temnou hmotou (CDM). Jiné modely ale připouštějí, že se síla temné energie může v čase měnit. Pokud by to byla pravda, mělo by to zásadní dopad na osud vesmíru.
Jestliže temná energie opravdu slábne, očekávali bychom, že se rozpínání postupně zpomalí. A dál? Nevíme. Eventuální obrácení rozpínání na smršťování by záviselo na tom, jak přesně se temná energie bude v čas eměnit.
Sada Union3 standardizuje 2 087 supernov z 24 různých souborů dat a umožňuje zpětný pohled do minulosti až asi 7 miliard let. Navazuje na předchozí databázi Union2 z roku 2010, která obsahovala 557 supernov.
Zlepšená metodika se brzy využije pro rozšíření databáze o další supernovy. V příštím roce se plánuje přidání tří nových souborů dat: jeden bude s nízkým rudým posuvem (blízké supernovy) a dva s vysokým (vzdálenější a starší supernovy).
Aby vznikl úplnější obraz fungování vesmíru, lze výsledky ze supernov kombinovat s dalšími metodami studia temné energie. Druhý hlavní přístup spočívá ve zkoumání shlukování galaxií – konkrétně v baryonových akustických oscilacích (BAO), což je právě měření, které provádí DESI.
„BAO nám umožňuje nahlížet do dávnější minulosti, kdy temná energie hrála menší roli, zatímco supernovy jsou přesnější při sledování nedávného vesmíru,“ vysvětluje S. Perlmutter. „Obě metody jsou už tak dobré, že můžeme začít opravdu rozlišovat mezi konkurenčními modely temné energie.“
David Rubin et al, Union through UNITY: Cosmology with 2000 SNe Using a Unified Bayesian Framework, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adc0a5
Zdroj: Lawrence Berkeley National Laboratory / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Neřekl bych, že objev temné energie otřásl kosmologií, spíše jí dal pevné základy.
Tehdy se totiž kosmologie otřásala v základech – ve Vesmíru bylo příliš málo energie nato aby vypadal, jak ho pozorujeme, tedy v rámci chyby měření aby byl plochý. A nikdo to neuměll vysvětlit. Objev temné energie byl nečekaný objev nečekané ingredience Vesmíru, který po zahrnutí do kosmologickýich modelů dal ve výsledku přesně plochý Vesmír a tak ty kosmologické modely vlastně potvrdil.