Supernove vrste Ia dobri su standardni orijentiri za određivanje velikih udaljenosti u svemiru. Sve one nastaju na jednak način - bijeli patuljak u dvojnom sustavu sa svoje pratilice zahvaća tvar, kad dosegne kritičnu masu uruši se u neutronsku zvijezdu i eksplodira kao supernova. One nemaju posve jednaki sjaj, ali im se apsolutni vršni sjaj može procijeniti iz načina na koji poslije dostizanja najvećega sjaja polako nestaju iz vida. Takve supernove možemo vidjeti u susjednim galaksijama čije su nam udaljenosti dobro poznate pa kad ih otkrijemo u dalekim galaksijama, udaljenost im možemo odrediti usporedbom sjaja s bliskim supernovama.

Potkraj prošloga stoljeća utvrđeno je da supernove Ia u najudaljenijim galaksijama imaju znatno slabiji sjaj od onoga koji bi trebale imati kad bi se odista nalazile na udaljenostima dobivenim mjerenjem pomaka prema crvenom. Ovakva mjerenja ukazala su na mogućnost da se brzina širenja svemira povećala dok je svjetlost tih vrlo dalekih supernova putovala do nas, zbog čega je ona morala prijeći nešto veću udaljenost i tako postala malo slabija nego što se očekivalo. Postoji objašnjenje prema kojemu se svemir širi ubrzano zahvaljujući tzv. tamnoj energiji koja djeluje na suprotan način od gravitacije.

Sl. 1. U svemiru djeluju dvije međusobno suprotne sile. Gravitacija tamne i obične (barionske) tvari je privlačna sila, koja usporava širenje prostora i na slici je prikazana kao opruga. Tamna energija je sila suprotnog djelovanja, koja ubrzava širenje i nju predstavljaju baloni. S Hubbleovim mjerenjima po prvi puta su razotkriveni učinci tamne energije još u posve mladom svemiru. Tada još nije predstavljala prevladavajuću komponentu (malo balona na slici), kasnije se povećao njen udio. Ilustracija: NASA/ESA/A.Feild (STScl).

Jedan od ključnih znanstvenika zaslužnih za to otkriće je Adam Reiess (Space Telescope Science i Johns Hopkins University, Baltimore), koji sa svojom ekipom još uvijek istražuje sve brže širenje prostora. Oni su potkraj prošle godine objavili nova mjerenja tamne energije, koja su načinjena sa svemirskim teleskopom Hubble.

U protekle dvije godine astronomi su Hubbloovim teleskopom snimili 24 supernove u galaksijama, koje su od nas udaljene između 3,5 i 10 milijardi svjetlosnih godina.

Sl. 2. Svemirskim teleskopom Hubble astronomi su snimili mnoge supernove na udaljenosti između 3,5 i 10 milijardi svjetlosnih godina. Na osnovi mjerenja njihova sjaja može se zaključiti, da se svemir zbog nazočnosti tamne energije počeo ubrzano širiti pred nekih 9 milijardi godina. Foto: NASA/ESA/A. Reiss (STScl).

Za kozmologiju su od iznimnog značaja spoznaje o „snazi“ i trajnosti djelovanja kozmološke konstante, koja je poznata pod pojmom tamne energije. Upravo to radi Reissov tim istraživača, kad promatra daleke supernove. Njihova najnovija mjerenja ukazuju, da je tamna  energija djelovala još u posve mladom svemiru. U početku je njena „jakost“ bila mala u usporedbi s privlačnom silom gravitacije, međutim pred devet milijardi godina tamna energija je preuzela dominantnu ulogu u širenju svemira. Od tada, “odguravanje” uzrokovano tamnom energijom ubrzava širenje svemira, koje će se nastaviti u nedogled postupno sve većom brzinom.

Tamna energija predstavlja 70 posto svekolike energije i njeno postojanje je sve očitije. Unatoč tomu, da je prevladavajuća komponenta svemira, o njenoj prirodi još ništa ne znamo.

Sl. 3. Povijest širenja svemira. Nakon Velikog praska gravitacija je smanjivala brzinu širenja prostora, pred devet milijardi godina tamna energija je postala dominantnija i od tada se svemir širi ubrzano. Ilustracija: NASA/ESA/A. Feld (STScl).

Zanimljivo je, da je prvu konkretnu slutnju o postojanju nekakvog suprotnog djelovanja gravitacije na velikim udaljenostima ponudio još Albert Einstein sa svojom kozmološkom konstantom. Naime, dvadesetih godina prošloga stoljeća astronomi su vjerovali, da je svemir statičan i da se vremenom ne širi ali niti ne sažima. Einstenove jednadžbe opće teorije relativnosti su pak pokazivale, da svemir mora s obzirom na prirodu gravitacije biti dinamičan, dakle da se širi ili skuplja. Kako bi jednadžbe dale statički svemir, Einstein uključuje člana, danas poznatog kao kozmološka konstanta. Jednadžbe nisu ništa govorile o vrijednosti te konstante. Ovisno o veličini mogla je djelovati poput antigravitacije, Einsten je odabrao vrijednost koja je njegov model održavala u mirovanju, na neki način poništavajući gravitaciju. Kad su Hubble i Humason otkrili da se svemir širi, Einsten je izjavio kako je uvođenje kozmološke konstante bila njegova najveća životna pogreška. Sve do godine 1998. prevladavalo je uvjerenje, da kozmološka konstanta nema stvarne podloge. Nakon što je otkriveno da se svemir sve brže širi ponovno je našla svoje mjesto u kozmologiji.

Članak je u AM prvi put objavljen marta 2007.