Izskatās, ka tumšā enerģija ir uz palikšanu. Precizējot Visuma izplešanās ātrumu ar Habla teleskopa palīdzību, astronomi ir atzinuši par nederīgu vienu no alternatīvām tumšās enerģijas teorijai.
Ja tumšā enerģija jums šķiet prātam neaptverama, tad alternatīvais modelis nav mazāk mulsinošs. Šī hipotēze balstās uz pieņēmumu, ka mūsu galaktisko reģionu ieskauj relatīvi tukšs, milzīgs burbulis, kura diametrs ir aptuveni astoņi miljardi gaismas gadu. Ja mēs dzīvotu šāda burbuļa centrā, tad galaktiku attālināšanas ar arvien pieaugošu ātrumu būtu tikai ilūzija.
Šīs hipotēzes vienkāršākais paveids ir diskvalificēts, precizējot Visuma izplešanās ātrumu. Zinātnieku grupas SHOES pētījumi, kurus vadīja Ādams Rīss no Kosmosa teleskopa institūta un Džona Hopkinsa universitātes, palīdzēja precizēt pašreizējo Visuma izplešanās konstanti līdz kļūdai 3,3%. Šis rezultāts par 30% uzlabo iepriekšējos Habla teleskopa mērījumus, kas tika veikti 2009. gadā.
Visuma izplešanās ātrums ir 73,8 km/s/Mpc. Tas nozīmē, ka uz katriem miljons parsekiem no attāluma, kādā galaktika atrodas no Zemes, tā attālinās no mums par 73,8 kilometriem sekundē ātrāk.
Šīs konstantes neprecizitātes samazināšana ļauj daudz precīzāk izprast Visuma uzbūvi. Šīs konstantes lielums nosaka tumšās enerģijas darbības spēku, kā arī ļauj definēt citas Visuma īpašības, ieskaitot tā formu.
"Mēs izmantojam jauno Habla teleskopa kameru kā policijas ātruma radaru, lai noķertu Visuma paātrinājumu," skaidroja Rīss. "Izskatās, ka gāzes pedāli spiež tumšā enerģija."
Tumšā enerģija nudien ir viens no lielākajiem mūsdienu kosmoloģijas noslēpumiem. Pat Alberts Einšteins pieņēma, ka varētu eksistēt šāds atgrūdošs spēks, kurš tika nodēvēts par kosmoloģisko konstanti, kas darbotos pretēji gravitācijai un uzturētu Visumu stabilā stāvoklī. Šo ideju viņš atmeta 1929. gadā, kad Edvīns Habls atklāja, ka Visums izplešas. Pierādījumi tumšās enerģijas esamībai netika iegūti līdz pat 1998. gadam, kad divas zinātnieku grupas, no kurām vienu vadīja Rīss, tādus neatklāja novērojumu rezultātā.
Tumšās enerģijas ideja bija tik dīvaina, ka daudzi zinātnieki ķērās pie alternatīvo teoriju izgudrošanas. Viena no tādām bija kosmiskā burbuļa teorija, saskaņā ar kuru zemāka blīvuma burbulis izplestos daudz ātrāk nekā masīvākais Visumss, kurš to ieskautu. Novērotājam, kurš atrastos burbulī, šķistu, ka tumšā enerģija izraisa Visuma izplešanos. Lai šī hipotēze atbilstu patiesībai, Visuma izplešanās ātrumam būtu jābūt lēnākam nekā astronomi ir izskaitļojuši - aptuveni 60 līdz 65 km/s/Mpc. Samazinot Habla konstantes kļūdas iespējamību līdz 3,3%, Rīsa vadītā astronomu grupa ir izslēgusi iespēju iegūt burbuļa teorijai nepieciešamo vērtību.
"Burbuļa teorijā visgrūtāk ir pieņemt to, ka tajā gadījumā mums būtu jādzīvo tuvu salīdzinoši tukša apgabala centram," skaidroja Lūkass Masrī. "Tādas kombinācijas iespējamība ir mazāka par viens pret miljonu. Bet tā kā mēs zinām, ka kaut kas dīvains liek Visumam paātrināti izplesties, ir labāk vadīties pēc iegūtajiem datiem."
Visuma izplešanās ātrumu noteikt nav viegli. Vispirms Rīsa komandai nācās noteikt precīzus attālumus līdz tuvām un tālām galaktikām. Tad tika salīdzināts attālums ar novēroto attālināšanās ātrumu. Tad viņi izmantoja šīs divas vērtības, lai aprēķinātu Habla konstanti. Tā kā nav iespējams tiešā veidā izmērīt attālumu līdz galaktikai, astronomiem nākas izmantot zvaigznes vai citus objektus, kuri var palīdzēt noteikt attālumu. Par šādiem atskaites punktiem tiek izmantoti objekti, kuru spožums ir noteikta vērtība. Attālumu līdz tiem var aprēķināt, salīdzinot absolūto spožumu ar redzamo.
Relatīvi nelieliem attālumiem uzticama mēraukla ir cefeīdas jeb maiņzvaigznes, kuras pulsē noteiktā periodā, kas atbilst to patiesajai starjaudai. Tomēr cefeīdas ir pārāk blāvi objekti, lai tās varētu atklāt ļoti tālās galaktikās. Tādēļ lielāku attālumu mērīšanai Rīsa komanda izmantoja Ia tipa pārnovas. Tiek uzskatīts, ka šo uzliesmojumu starjauda ir līdzīga, kā arī tās ir pietiekami spožas, lai būtu ieraugāmas no liela attāluma.
Rīss uzlaboja Habla konstantes precizitāti, pilnveidojot tālo attālumu noteikšanas principus. Viņa vadītā komanda meklēja tuvumā esošās galaktikas, kurās bija atrodamas gan cefeīdas, gan Ia tipa pārnovas, kas ir visai rets salikums. Salīdzinot abu redzamo spožumu, astronomi varēja izrēķināt to absolūto spožumu, kas palīdzēja precizēt attāluma noteikšanas metodes līdz Ia tipa pārnovām, kas atrodas tālās galaktikās.
Pētījumā tika izmantota jaunā Habla teleskopa plaša lauka kamera WFC3. Astronomi analizēja aptuveni 600 cefeīdas, no kurām vairāk kā puse tika pētītas pirmo reizi. Rīsa jaunākā projekta ietvaros tika analizēts arī lielāks skaits galaktiku, kurās atrodamas gan cefeīdas, gan Ia tipa pārnovas. Ļoti daudzas cefeīdas tika analizētas infrasarkano staru diapazonā, kas ļauj ieskatīties aiz putekļu čaulas, kuras ieskauj cefeīdas, lai vēl precīzāk noteiktu attālumu līdz šīm maiņzvaigznēm.
Izmantojot tikai vienu instrumentu, Rīsa komanda novērsa sistemātiskās kļūdas, kādas rodas, ja tiek salīdzināti dati no dažādiem teleskopiem. Tas ir tāpat, ja jūs izmantotu istabas mērīšanai mērlenti nevis īsu lineālu. Tādejādi jūs iegūstat daudz precīzākus datus nekā būtu iespējams, ja nāktos atkal un atkal pārcelt lineālu uz priekšu.
Rīss ir uzticīgs tumšās enerģijas mednieks, kurš dzenas tai pakaļ jau 13 gadus. Viņš ir viens no šī fenomena atklājējiem, secinot, ka tālu esošas Ia pārnovas ir blāvākas nekā tām vajadzēja būt. Tas nozīmē, ka šie zvaigžņu sprādzieni ir noritējuši tālāk. Vienīgais process, kas varētu radīt šādu efektu, ir Visuma paātrināta izplešanās.
Agrāk tika uzskatīts, ka Visuma izplešanās palēninās, pateicoties gravitācijas spēkiem. Tomēr jaunākie dati liecināja, ka kāds noslēpumains spēks darbojas pretēji gravitācijai, attālinot galaktikas vienu no otras ar arvien pieaugošu ātrumu.
Rīss secināja, ka vienīgais veids, kā piekļūt tumšajai enerģijai, ir precizēt Habla konstati, ko viņš arī dara jau vairāku gadu garumā, izmantojot Habla teleskpu. Viņš ir viens no daudzajiem astronomiem, kuri vairāk kā 80 gadus arvien uzlabo Habla konstantes precizitāti, kuras kļūdas iespēju, pateicoties Habla teleskopam, ir izdevies samazināt ļoti būtiski.
