เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ใช้มวลมหาศาลหลุมดำจากเพียงหลังจากที่บิ๊กแบงเพื่อวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาล ตอนนี้ เรามีปริศนาที่ใหญ่กว่าอยู่ในมือมากกว่าคำตอบของความพยายามนี้
ปรากฎว่าจักรวาลเติบโตเร็วกว่าที่คาดไว้ นี่อาจหมายถึงว่าพลังงานมืดความคิดที่จะผลักดันการขยายตัวนี้ให้เร่งความเร็วขึ้น บางครั้งอาจตีความได้ว่าค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา บรรยายโดย อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ไม่ได้มีความคงที่ทางจักรวาลวิทยามากนัก
ในทางกลับกัน มันอาจจะแข็งแกร่งขึ้นก็ได้
อัตราการขยายตัวของจักรวาล เรียกว่าค่าคงที่ของฮับเบิลและการระบุให้แน่ชัดเป็นเรื่องยากมาก การทดสอบทุกครั้งดูเหมือนจะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างออกไป ล่าสุด,ข้อมูลจากดาวเทียมพลังค์ที่วัดพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาลตั้งไว้ที่ 67.4 กิโลเมตร (41.9 ไมล์) ต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก โดยมีความไม่แน่นอนน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์
โดยทั่วไปวิธีการอื่นเกี่ยวข้องกับการใช้ 'เทียนมาตรฐาน' วัตถุที่ทราบความส่องสว่าง เช่น ดาวแปรแสงเซเฟอิดหรือซูเปอร์โนวาประเภท Ia ซึ่งสามารถคำนวณระยะห่างจากขนาดสัมบูรณ์ได้
ปีที่แล้วมีการคำนวณดาวแปรแสงเซเฟอิดของค่าคงที่ฮับเบิลส่งคืนผลลัพธ์73.5 กิโลเมตร (45.6 ไมล์) ต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก คุณจะเห็นได้ว่าเหตุใดนักดาราศาสตร์จึงเอาแต่จิ้มหมีจักรวาลประหลาดนี้
แต่ไม่กี่ปีที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ตระหนักว่าระยะทางถึงวัตถุอื่นสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำเช่นกัน เข้าสู่ควาซาร์พร้อมกับหลุมดำ
ควาซาร์เป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดในจักรวาล แต่ละแห่งเป็นกาแลคซีที่โคจรรอบมวลมหาศาลหลุมดำการป้อนวัสดุอย่างแข็งขัน แสงและการปล่อยคลื่นวิทยุของมันเกิดจากสสารที่อยู่รอบๆ หลุมดำ เรียกว่าจานสะสมมวลสาร ซึ่งปล่อยแสงเข้มข้นและความร้อนจากการเสียดสีขณะที่มันหมุนวนเหมือนน้ำที่วนรอบท่อระบายน้ำ
พวกเขายังปล่อยแสงเอ็กซ์เรย์และอัลตราไวโอเลต และตามที่ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ Guido Risaliti จาก Università di Firenze ประเทศอิตาลี และ Elisabeta Lusso จากมหาวิทยาลัย Durham สหราชอาณาจักร อัตราส่วนของความยาวคลื่นทั้งสองที่เกิดจากควาซาร์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความส่องสว่างของรังสีอัลตราไวโอเลต
เมื่อทราบความส่องสว่างนี้แล้ว เมื่อคำนวณจากอัตราส่วนดังกล่าว ควาซาร์ก็สามารถใช้ได้เหมือนกับเทียนมาตรฐานอื่นๆ
และนั่นหมายความว่าเราสามารถวัดย้อนกลับไปในประวัติศาสตร์ของจักรวาลได้ไกลยิ่งขึ้น
"การใช้ควาซาร์เป็นเทียนมาตรฐานมีศักยภาพสูง เนื่องจากเราสามารถสังเกตพวกมันออกไปในระยะไกลกว่าซุปเปอร์โนวาประเภท Ia มาก และใช้มันเพื่อสำรวจยุคก่อนประวัติศาสตร์ของจักรวาล"หรูหรากล่าวว่า-
นักวิจัยรวบรวมข้อมูล UV บนควาซาร์ 1,598 แห่งในช่วง 1.1 พันล้านถึง 2.3 พันล้านปีหลังบิ๊กแบง และใช้ระยะทางในการคำนวณอัตราการขยายตัวของเอกภพยุคแรกเริ่ม
พวกเขายังตรวจสอบผลลัพธ์ของตนกับผลลัพธ์ของซูเปอร์โนวาประเภท Ia ที่ครอบคลุมช่วง 9 พันล้านปีที่ผ่านมา และพบผลลัพธ์ที่คล้ายกันตรงที่ซ้อนทับกัน แต่ในเอกภพยุคแรกๆ ที่ซึ่งมีเพียงควาซาร์เท่านั้นที่สามารถวัดได้ มีความคลาดเคลื่อนระหว่างสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็นกับสิ่งที่ทำนายไว้ตามแบบจำลองทางจักรวาลวิทยามาตรฐาน
“เราสังเกตควาซาร์ย้อนกลับไปเพียงพันล้านปีหลังบิ๊กแบง และพบว่าอัตราการขยายตัวของจักรวาลจนถึงปัจจุบันเร็วกว่าที่เราคาดไว้”ริซาลิติกล่าว-
“นี่อาจหมายความว่าพลังงานมืดจะแข็งแกร่งขึ้นเมื่อจักรวาลมีอายุมากขึ้น”
เราไม่รู้จริงๆว่าอะไรพลังงานมืดคือ - เราไม่สามารถมองเห็นหรือตรวจจับมันได้ มันเป็นเพียงชื่อที่เราตั้งให้กับพลังน่ารังเกียจที่ไม่รู้จักซึ่งดูเหมือนว่าจะเร่งการขยายตัวของจักรวาลเมื่อเวลาผ่านไป
(จากอัตราการขยายตัวนั้น นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้คำนวณว่าพลังงานมืดประกอบด้วยประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของจักรวาล ดังนั้น อัตราการขยายตัวที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะทำให้เราคำนวณปริมาตรพลังงานมืดได้แม่นยำยิ่งขึ้นด้วย)
หากความหนาแน่นของพลังงานมืดเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันคงหมายความว่ามันไม่ใช่ค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาของไอน์สไตน์เลย แต่มันจะอธิบายตัวเลขแปลกๆ และอาจถึงความคลาดเคลื่อนระหว่างผลลัพธ์ของค่าคงที่ฮับเบิลครั้งก่อนๆ ด้วยซ้ำ
ในตอนนี้ ยังมีงานที่ต้องทำอีกมากเพื่อทดสอบผลลัพธ์นี้ และดูว่าจะมั่นคงหรือไม่
"โมเดลนี้ค่อนข้างน่าสนใจเพราะว่ามันอาจไขปริศนาสองปริศนาพร้อมกันได้ แต่คณะลูกขุนยังไม่ออกมาอย่างแน่นอน และเราจะต้องดูโมเดลอื่น ๆ อีกมากมายโดยละเอียดก่อนที่เราจะไขปริศนาจักรวาลนี้ได้"ริซาลิติกล่าวว่า-
“นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าอาจจำเป็นต้องใช้ฟิสิกส์ใหม่เพื่ออธิบายความคลาดเคลื่อนนี้ รวมถึงความเป็นไปได้ที่พลังงานมืดมีความแข็งแกร่งขึ้น ผลลัพธ์ใหม่ของเราเห็นด้วยกับข้อเสนอแนะนี้”
งานวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์ธรรมชาติและสามารถอ่านแบบเต็มได้ในแหล่งข้อมูลก่อนพิมพ์อาร์เอ็กซ์-
