ความคลาดเคลื่อนระหว่างวิธีต่างๆ ในการวัดค่าคงที่ฮับเบิลไม่ยอมจางลงความไม่ตรงกันที่ทำให้งงทำให้เกิดปัญหาสองวิธีในการวัดว่าจักรวาลขยายตัวเร็วแค่ไหน เมื่อความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าความคลาดเคลื่อนจะหายไป ซึ่งเป็นอาการของข้อผิดพลาดในการวัด แต่การวัดอัตราการขยายตัวล่าสุดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นตัวเลขที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิล ได้ทำให้ความลึกลับลึกซึ้งยิ่งขึ้น
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Marc Kamionkowski จาก Johns Hopkins University กล่าวว่า “ไม่มีความชัดเจนในการวัดหรือการวิเคราะห์ที่สามารถอธิบายเรื่องนี้ออกไปได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นเหตุผลที่ผมคิดว่าเราให้ความสนใจ
หากความไม่ตรงกันยังคงมีอยู่
มันสามารถเผยให้เห็นถึงการมีอยู่ของอนุภาคย่อยของอะตอมใหม่ที่ลอบเร้นหรือให้รายละเอียดเกี่ยวกับพลังงานมืดลึกลับที่ผลักดันจักรวาลให้ขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้น
การวัดจากการสังเกตการณ์ซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดมหึมา บ่งชี้ว่ากาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลกันนั้นกระจัดกระจายออกจากกันด้วยความเร็ว 73 กิโลเมตรต่อวินาทีสำหรับระยะห่างระหว่างมันแต่ละเมกะพาร์เซก (ประมาณ 3.3 ล้านปีแสง) นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่าในการประมาณการ นำเสนอในบทความที่จะตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journalและเผยแพร่ทางออนไลน์ที่ arXiv.org การวิเคราะห์ตรึงค่าคงที่ของฮับเบิลไว้ภายในข้อผิดพลาดในการทดลองเพียง 2.4 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแม่นยำกว่าการประมาณการครั้งก่อนโดยใช้วิธีซุปเปอร์โนวา
แต่ชุดการวัดอื่นที่ทำโดยดาวเทียม Planck ขององค์การอวกาศยุโรปทำให้ตัวเลขนี้ต่ำกว่าการวัดซูเปอร์โนวาประมาณ 9 เปอร์เซ็นต์ ที่ 67 กม./วินาทีต่อเมกะพาร์เซก โดยมีข้อผิดพลาดในการทดลองน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ นั่นทำให้การวัดทั้งสองขัดแย้งกัน ผลลัพธ์ของพลังค์ซึ่งรายงานในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคมที่ arXiv.org นั้นอิงจากการตรวจวัดรังสีไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิก ซึ่งเป็นแสงโบราณที่เกิดเพียง 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง
และตอนนี้อีกทีมหนึ่งได้ชั่งน้ำหนักด้วยการวัดค่าคงที่ฮับเบิล การสำรวจสเปกโตรสโคปีของ Baryon Oscillation ยังรายงานด้วยว่าจักรวาลกำลังขยายตัวที่ 67 กม./วินาทีต่อเมกะพาร์เซก โดยมีข้อผิดพลาด 1.5 เปอร์เซ็นต์ ในบทความที่โพสต์ออนไลน์ที่ arXiv.org เมื่อวันที่ 11 กรกฎาคม ซึ่งทำให้ BOSS ขัดแย้งกับซุปเปอร์โนวา การวัดเช่นกัน ในการทำการวัด นักวิทยาศาสตร์ของ BOSS ได้ศึกษารูปแบบในกระจุกดาราจักร 1.2 ล้านกาแล็กซี่ การรวมกลุ่มนั้นเป็นผลมาจากคลื่นแรงดันในเอกภพยุคแรก การวิเคราะห์ระยะห่างของรอยประทับเหล่านั้นบนท้องฟ้าจะเป็นตัววัดการขยายตัวของเอกภพ
แม้ว่าความขัดแย้งจะไม่ใช่เรื่องใหม่ ( SN: 4/5/14, p. 18 ) หลักฐานที่แสดงว่ามีบางอย่างผิดปกติได้เพิ่มความแข็งแกร่งขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์ยังคงปรับแต่งการวัดของพวกเขาต่อไป
ผลลัพธ์ล่าสุดมีความแม่นยำเพียงพอที่ความคลาดเคลื่อนไม่น่าจะเกิดขึ้นจากความบังเอิญ อดัม รีสส์ หัวหน้าทีมตรวจวัดซุปเปอร์โนวาแห่งจอห์น ฮอปกิ้นส์ หัวหน้าทีมตรวจวัดซุปเปอร์โนวากล่าวว่า แต่สาเหตุยังไม่ทราบ Riess กล่าว “ตอนนี้มันเป็นเรื่องลึกลับ”
นับตั้งแต่กำเนิดจากจุดจักรวาลในบิ๊กแบง
จักรวาลก็มีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และการขยายตัวนั้นกำลังเร่งตัวขึ้นในขณะที่กระจุกกาแลคซีแยกตัวออกจากกันในอัตราที่เพิ่มมากขึ้น การค้นพบความเร่งนี้ในทศวรรษ 1990 ทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปได้ว่าพลังงานมืดแผ่ซ่านไปทั่วจักรวาล ผลักดันให้ขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้น
เมื่อเอกภพขยายตัว แสงของซุปเปอร์โนวาก็ถูกยืดออก ทำให้ความถี่เปลี่ยนแปลงไป สำหรับวัตถุที่ทราบระยะทาง การเปลี่ยนความถี่นั้นสามารถใช้อนุมานค่าคงที่ฮับเบิลได้ แต่การวัดระยะทางในเอกภพนั้นซับซ้อน โดยต้องมีการสร้าง “บันไดทางไกล” ซึ่งรวมวิธีการต่างๆ เข้าด้วยกัน
เพื่อสร้างบันไดระยะทาง Riess และเพื่อนร่วมงานได้รวมการวัดระยะทางเชิงเรขาคณิตกับ “เทียนมาตรฐาน” ซึ่งเป็นวัตถุที่มีความสว่างที่รู้จัก เนื่องจากเทียนที่อยู่ไกลออกไปจะหรี่ลง หากคุณทราบความสว่างสัมบูรณ์ คุณสามารถคำนวณระยะทางได้ สำหรับเทียนมาตรฐาน ทีมงานใช้ดาวแปรผัน Cepheid ซึ่งเต้นเป็นจังหวะในอัตราที่สัมพันธ์กับความสว่างของพวกมัน และใช้ซุปเปอร์โนวาประเภท 1a ซึ่งมีคุณสมบัติความสว่างเป็นที่เข้าใจกันดี
นักวิทยาศาสตร์ในทีม Planck วิเคราะห์พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิกโดยใช้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและโพลาไรเซชันเพื่อคำนวณว่าเอกภพขยายตัวเร็วแค่ไหนหลังจากบิกแบงไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อทำนายอัตราการขยายตัวในปัจจุบัน
สำหรับสิ่งที่อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนอย่างต่อเนื่องระหว่างสองวิธีนั้นไม่มีคำตอบง่ายๆ Kamionkowski กล่าว “ในแง่ของคำอธิบายฟิสิกส์ที่แปลกใหม่ เรากำลังเกาหัว”
