Η μέτρηση της συμπαντικής διαστολής με βαρυτικούς φακούς

Για την μέτρηση της συμπαντικής διαστολής (σταθερά Hubble) χρησιμοποιούμε 2 μεθόδους. Η μία βασίζεται στην μέτρηση της ακτινοβολίας μικροκυμάτων υποβάθρου (δορυφόρος Planck) και η άλλη στην μέτρηση των μακρινών σουπερνόβα τύπου Ia.

Η πρώτη μέτρηση υπολογίζει την επιταχυνόμενη συμπαντική διαστολή από τις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας μικροκυμάτων, αλλά στηρίζεται στο κοσμολογικό μοντέλο ΛCDM. Αυτό το μοντέλο ψυχρής σκοτεινής ύλης είναι το επικρατέστερο σήμερα, και συμφωνεί αρκετά με τα παρατηρησιακά αποτελέσματα. Η δεύτερη μέτρηση βασίζεται στην σχετικά σταθερή λαμπρότητα των σουπερνόβα Ia και τις συγκρίνει με την ερυθρολίσθηση. Όμως περιορίζεται χωρικά, αφού η λαμπρότητα αυτών των σουπερνόβα δεν επαρκεί ώστε να έχουμε μετρήσεις από πολύ μακρινούς γαλαξίες.

Οι 2 μετρήσεις διαφέρουν (68 km/s ανά Mpc απόστασης η πρώτη και 74 km/s ανά Mpc η δεύτερη, με μικρό εύρος σφάλματος και για τις 2 μεθόδους).

Μια ανεξάρτητη μέθοδος είναι η χρήση βαρυτικών φακών. Μια διεθνής ομάδα από το πανεπιστήμιο του Τόκιο χρησιμοποιεί την παραμόρφωση της εικόνας μακρινών Κβάζαρ μέσω βαρυτικών φακών. Τα Κβάζαρ είναι πολύ λαμπρά, άρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μεγαλύτερες αποστάσεις από τις SNIa, και πάλλονται. Η χρονική διαφορά στην εμφάνιση των παλμών ενός Κβάζαρ στα πολλαπλά είδωλα που λαμβάνουμε από τον βαρυτικό φακό (γαλαξίας ή σμήνος γαλαξιών) οφείλεται στο γεγονός ότι το φως από κάθε είδωλο έχει διανύσει διαφορετική πορεία γύρω από τον βαρυτικό φακό. Γνωρίζοντας την μάζα του φακού μπορούμε να συμπεράνουμε την σταθερά Hubble.

Τα μέχρι τώρα αποτελέσματα από 6 βαρυτικούς φακούς δείχνουν 73,4 km/s ανά Mpc, στο όριο σφάλματος της μεθόδου των SNIa. Οι αστρονόμοι χρειάζονται περισσότερα δείγματα από βαρυτικούς φακούς για να επιβεβαιώσουν αυτό το αποτέλεσμα.

Ίσως το αγαπημένο μας κοσμολογικό μοντέλο ψυχρής σκοτεινής ύλης να κλονιστεί τα επόμενα χρόνια.