Hubbleova konstanta je jednotka používaná k popisu rozpínání prostoročasu, která je definována jako rychlost (v kilometrech za sekundu) v dané vzdálenosti (na megaparsek). Jako součást rovnice zvané Hubbleův zákon popisuje zrychlující se rozpínání vzdálenosti mezi všemi body ve vesmíru.
Teoreticky se hodnota konstanty vypočítá kombinací rychlosti vzdálených galaxií, které se od nás zdánlivě vzdalují, a odhadu jejich vzdálenosti.
Provedení tohoto měření v praxi se však snáze řekne, než provede. Různé metody určování skutečné hodnoty Hubblovy konstanty vedly k jemně – ale výrazně – odlišným odpovědím, což fyziky značně zklamalo.
Jaké jsou metody výpočtu Hubblovy konstanty?
Jedním z účinných způsobů, jak změřit rychlost ustupujícího objektu, je podívat se na jeho barvu a pak ji porovnat s tím, jaká by podle vás měla být jeho barva.
Stejně jako tón sirény má nižší tón, když se od vaší pozice vzdaluje vysokou rychlostí, bude mít barva objektu „nižší tón“ nebo červenější odstín, protože jeho světelné vlny jsou natahovány jeho relativním pohybem.
Když byl tento jev „červeného posuvu“ počátkem 20. století aplikován na vzdálené galaxie, zdálo se, že se jich od nás vzdaluje mnohem více, než bychom jinak očekávali.
Americký astronom Edwin Hubble se v roce 1929 na toto tvrzení o ubíhajících galaxiích podíval blíže a věnoval větší pozornost jejich vzdálenostem.
Zjistil, že čím je galaxie vzdálenější, tím rychleji se zřejmě vzdaluje, čímž položil základy teorie o velkém třesku a zrychleném rozpínání vesmíru.
Hubbleovy první odhady této konstantní rychlosti rozpínání se pohybovaly v řádu 500 km/s/Mps. Stále však existovalo mnoho nepřesností ve způsobu měření těchto mimořádných vzdáleností.
Pozdější metody využívaly různé nástroje k určení vzdáleností a rychlostí pohybu mezi různými zdroji světla.
Některé snahy se nadále spoléhaly na pulzující hvězdy se známou vlastní jasností, tzv. proměnné hvězdy cefeidy, a používaly je jako způsob kalibrace vzdálenějších světelných zdrojů, jako jsou supernovy. Jiné měřily roztaženou záři záření pozadí z raného vesmíru, které zůstalo po velkém třesku. Tyto zdokonalené metody nám poskytly hodnotu Hubbleovy konstanty, která se blíží přibližně 70 km/s/Mps.
Naneštěstí v závislosti na základě použité metody může být přesná hodnota kdekoli od přibližně 67,4 (km/s)/Mpc (plus minus kilometr za sekundu) až po číslo v rozmezí 73,5 (km/s)/Mpc.
Namísto zúžení „správné“ odpovědi přicházejí stále přesnější nástroje pro měření konstanty s neuvěřitelně přesnými, ale stále velmi rozdílnými hodnotami rozpínání vesmíru.
Proč je tak těžké Hubblovu konstantu vypočítat?
Není jasné, proč existují tak dramaticky rozdílné hodnoty Hubblovy konstanty. Ačkoli se všechny výsledky zdají být spolehlivé, je zřejmé, že nám chybí něco, co dává jednotlivé hodnoty do souvislostí.
Je možné, že naše pozice ve vesmíru není tak nudně průměrná, jak bychom se mohli domnívat. Pokud bychom seděli uvnitř jedinečné kapsy vesmíru, například bubliny, mohly by být různé metody výpočtu Hubbleovy konstanty zkresleny naším poněkud zvláštním pohledem.
Rozdíly ve tvaru vesmíru by také mohly změnit způsob, jakým interpretujeme výsledky takových měření.
Mohli bychom také vzít v úvahu skutečnost, že Hubbleova konstanta nemusí být konstantní, přičemž změny v čase nebo v prostoru vznikají v důsledku různých interakcí (některé z nich si možná ještě neuvědomujeme), abychom došli k různým hodnotám.
Existuje také mizivá možnost, že ve skutečnosti žádný rozdíl nakonec neexistuje, přičemž další data mohou odhalit, že tyto podivné shluky hodnot mohou být jen nepravděpodobnou a velmi nešťastnou náhodou.