ในห้องที่อยู่ห่างจากมหาสมุทรในซานตาบาร์บาราเพียงไม่กี่ก้าว เว็บตรงนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ต่างก็นั่งเก้าอี้อย่างกระสับกระส่าย แสงแดดและลมทะเลกวักมือเรียก แต่นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมตัวเองเพื่ออภิปรายปัญหาที่ใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งในฟิสิกส์: จักรวาลกำลังขยายตัวเร็วแค่ไหนประมาณการโดยอิงจากดาวระเบิดหรือซุปเปอร์โนวา ได้แนะนำว่าจักรวาลจะเติบโตเร็วกว่าแสงที่เปล่งออกมาจากบิ๊กแบงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์เมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อน ตอนนี้ การวัดที่อิงจากการสังเกตวัตถุเรืองแสงที่เรียกว่าควาซาร์ ได้ผลักดันปัญหาให้อยู่เหนือเกณฑ์มาตรฐานทางสถิติที่เรียกว่าห้าซิกมา ซึ่งแสดงว่าประเด็นนี้เป็นเรื่องที่ต้องดำเนินการอย่างจริงจัง
ที่หน้าห้องเมื่อวันที่ 15 กรกฎาคม
ไททันฟิสิกส์ผู้ชนะรางวัลโนเบลสองคนได้อภิปรายถึงระดับความตื่นตระหนกที่เหมาะสม นักจักรวาลวิทยา Adam Riess จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์ได้สอบถาม David Gross นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีว่า: นักฟิสิกส์อนุภาคจะอ้างถึงความคลาดเคลื่อนขนาดนี้ได้อย่างไร?
“ถ้าเราพบสิ่งนี้ … เราจะไม่เรียกมันว่าความตึงเครียดหรือปัญหา แต่เรียกว่าวิกฤต” กรอสส์แห่งสถาบันฟิสิกส์ทฤษฎี Kavli แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาบาร์บารากล่าว
นักวิทยาศาสตร์ในที่ประชุมยอมรับคำว่า “วิกฤต” ทันทีเพื่ออธิบายความแตกต่างในการประมาณการการขยายตัว แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เห็นด้วยว่าปัญหามีจริง ในเวอร์ชั่นของนักฟิสิกส์ของ mic drop การศึกษาปรากฏออนไลน์ในเย็นวันนั้นซึ่งท้าทายการบรรยาย เทคนิคซูเปอร์โนวาเวอร์ชันใหม่พบค่าคงที่ฮับเบิล ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ใช้หาปริมาณการขยายตัวของเอกภพ ซึ่งสอดคล้องกับการวัดจากเอกภพยุคแรก ดังนั้น — วิกฤตหรือไม่?
หลายอย่างตกอยู่ในความเสี่ยง รวมถึงความเข้าใจพื้นฐานของนักวิทยาศาสตร์
เกี่ยวกับสิ่งที่จักรวาลมีอยู่และวิวัฒนาการของจักรวาลอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป จนถึงตอนนี้ ทฤษฎีที่เรียกว่าแบบจำลองจักรวาลวิทยามาตรฐานได้ประสบความสำเร็จในการอธิบายการสังเกตจักรวาลที่หลากหลาย แต่ความคลาดเคลื่อนในการวัดการขยายตัวของเอกภพอาจหมายความว่าตัวแบบเองจำเป็นต้องได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Vivian Poulin แห่ง CNRS และ Laboratoire Univers et Particules de Montpellier ในฝรั่งเศสไม่สามารถอธิบายทางตันได้ โดยกล่าวว่า “มันหมายความว่ามีบางสิ่งที่สำคัญมากจริงๆ ที่เราไม่เข้าใจตั้งแต่แรกเริ่ม จักรวาล.” หากปรากฏการณ์ที่ไม่ทราบสาเหตุเกิดขึ้นในเอกภพของทารก เช่น พลังงานมืดประเภทอื่นหรืออนุภาคย่อยของอะตอมใหม่ ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราว่าเอกภพมีวิวัฒนาการอย่างไร และอาจทำให้การตรวจวัดทั้งสองกลับมาตรงกัน
ปัญหาที่กำลังขยายตัว
เทคนิคหนึ่งในการวัดการขยายตัวของเอกภพในปัจจุบันคือการถ่ายภาพ “ภาพเด็ก” ของจักรวาลและคาดการณ์ถึงปัจจุบัน ภาพเด็กทารกนั้นเป็นพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล แสงที่ปล่อยออกมาเพียง 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง ในการแปลข้อมูลนั้นเป็นอัตราการขยายตัวของเอกภพในยุคปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลองทางจักรวาลวิทยามาตรฐานในการทำนาย
COSMIC FOSSIL การวัดพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิกที่สังเกตโดยดาวเทียม Planck เผยให้เห็นรูปแบบในแสงที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาล (แสดง) ซึ่งสามารถใช้เพื่อทำนายอัตราการขยายตัวของจักรวาลในปัจจุบัน
ESA และการทำงานร่วมกันของพลังค์
โดยใช้กลยุทธ์ดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ที่มีการทดลองพลังค์ได้ประมาณการว่าจักรวาลกำลังขยายตัวในอัตรา 67.4 กิโลเมตรต่อวินาทีสำหรับแต่ละเมกะพาร์เซก หรือประมาณ 3 ล้านปีแสงของระยะห่างระหว่างวัตถุ ( SN: 3/21/15, p . 7 ) ตัวเลขดังกล่าวทำให้พื้นที่กระดิกเล็กน้อยสำหรับความไม่ลงรอยกัน: ข้อผิดพลาดในการทดลองอยู่ที่ 0.5 กม./วินาที/Mpc
แต่การวัดซูเปอร์โนวาได้ตัดสินด้วยอัตราการขยายตัวที่มากขึ้นที่ 74.0 กม./วินาที/Mpc โดยมีข้อผิดพลาด 1.4 กม./วินาที/Mpc นั่นทำให้เกิดช่องว่างที่อธิบายไม่ได้ระหว่างการประมาณการทั้งสอง ตอนนี้ “ชุมชนเริ่มให้ความสำคัญกับ [ปัญหา] นี้อย่างจริงจัง” นักจักรวาลวิทยา Daniel Scolnic จาก Duke University ซึ่งทำงานในโครงการซุปเปอร์โนวาที่นำโดย Riess เรียกว่า SH0ES กล่าว
ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่ข้อผิดพลาดจากการทดลองในการวัดพลังค์สามารถอธิบายความคลาดเคลื่อนได้: โอกาสนั้น “ไม่ใช่เส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับวิกฤตในปัจจุบันของเรา” นักจักรวาลวิทยา Lloyd Knox จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิสกล่าวในที่ประชุม นอกจากนี้ อีกเทคนิคหนึ่งที่มีพื้นฐานมาจากเอกภพยุคแรก การวัดคลื่นเสียงที่เรียกว่า baryon acoustic oscillations เมื่อรวมกับการวัดอื่นๆ เห็นด้วยกับผลลัพธ์ของ Planck
ความกังวลจึงมุ่งไปที่ความเป็นไปได้ที่การตรวจวัดซุปเปอร์โนวาอาจมีข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบโดยไม่ได้นับ ซึ่งเป็นความเอนเอียงที่ผลักดันค่าประมาณ SH0ES ให้เป็นค่าที่มากขึ้น “สิ่งที่ทำให้ฉันตื่นในตอนเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
