Hubblekonstanten är en enhet som används för att beskriva expanderande rymdtid, som definieras som hastighet (kilometer per sekund) över ett visst avstånd (per megaparsek). Som en del av en ekvation som kallas Hubbles lag beskriver den en accelererande expansion av avståndet mellan alla punkter i universum.
I teorin beräknas konstantens värde genom att kombinera hastigheten hos avlägsna galaxer när de verkar röra sig bort från oss, tillsammans med en uppskattning av deras avstånd.
Att genomföra denna mätning i praktiken har varit lättare sagt än gjort. Olika metoder för att bestämma Hubblekonstantens verkliga värde har gett subtilt – men avsevärt – olika svar, till stor frustration för fysikerna.
Vilka metoder finns det för att beräkna Hubbles konstant?
Ett effektivt sätt att mäta hastigheten hos ett objekt som drar sig tillbaka är att titta på dess färg och sedan jämföra den med vad man tror att dess färg borde vara.
På samma sätt som en sirenes ton har en lägre tonhöjd när den rör sig bort från din position med hög hastighet, kommer ett objekts färg att ha en ”lägre tonhöjd”, eller en rödare nyans, när dess ljusvågor sträcks ut av dess relativa rörelse.
När detta ”rödförskjutningsfenomen” tillämpades på avlägsna galaxer i början av 1900-talet verkade det som om många fler drog sig undan från oss än vad vi annars kunde förvänta oss.
Den amerikanske astronomen Edwin Hubble tittade närmare på detta påstående om galaktiska galaxer på rymmen 1929 och uppmärksammade deras avstånd närmare.
Han konstaterade att ju längre bort galaxen befann sig, desto snabbare verkade den dra sig tillbaka, vilket lade grunden för en teori om Big Bang och universums accelererande expansion.
Hubbles tidiga uppskattningar av denna konstanta expansionshastighet var i storleksordningen 500 km/s/Mps. Men det fanns fortfarande en hel del oklarheter i hur vi mätte dessa extraordinära avstånd.
Sekvata metoder har använt sig av olika verktyg för att bestämma avstånd och rörelsehastigheter mellan olika ljuskällor.
Vissa försök har fortsatt att förlita sig på pulserande stjärnor med en känd inneboende ljusstyrka, så kallade cepheidvariabla stjärnor, och använt dem som ett sätt att kalibrera mer avlägsna ljus som supernovor. Andra har mätt det utsträckta skenet av bakgrundsstrålning från det tidiga universum, som finns kvar från Big Bang. Dessa förbättrade metoder har gett oss ett värde för Hubblekonstanten som ligger närmare 70 km/s/Mps.
Olyckligtvis kan den exakta siffran, beroende på vilken metod som används, vara allt från cirka 67,4 (km/s)/Mpc (plus eller minus en kilometer per sekund) till en siffra i storleksordningen 73,5 (km/s)/Mpc.
Istället för att begränsa sig till ett ”rätt” svar har de allt mer exakta verktygen för att mäta konstanten gett otroligt exakta, men fortfarande mycket olika värden för universums expansion.
Varför är Hubblekonstanten så svår att beräkna?
Det är oklart varför det finns så dramatiskt olika värden för Hubblekonstanten. Även om resultaten alla verkar tillförlitliga är det tydligt att vi saknar något som sätter varje siffra i sitt sammanhang.
Det är möjligt att vår position i universum inte är så tråkigt genomsnittlig som vi kanske antar. Om vi satt i en unik ficka av rymden, till exempel en bubbla, kan de olika metoderna för att beräkna Hubblekonstanten vara snedvridna av vår ganska speciella synvinkel.
Avvikelser i universums form skulle också kunna förändra hur vi tolkar resultaten av sådana mätningar.
Vi skulle också kunna ta hänsyn till att Hubblekonstanten kanske inte behöver vara konstant, utan att förändringar över tid eller i rymden kan bero på olika interaktioner (varav en del eventuellt inte är realiserade ännu) för att komma fram till olika värden.
Det finns också den försvinnande lilla möjligheten att det egentligen inte finns någon skillnad trots allt, med ytterligare data som potentiellt kan avslöja att dessa udda kluster av siffror bara kan vara ett osannolikt och mycket oturligt sammanträffande.