Žijeme v Hubblově bublině

Studium supernov vedlo k překvapujícímu zjištění: vesmír se rozpíná stále rychleji (viz Vesmír 78, 7, 1999/1; Vesmír 87, 40, 2008/1). To ovšem za předpokladu, že platí Koperníkův princip – tedy hypotéza, že vesmír je všude stejný, že Země ve vesmíru nezaujímá žádné výsadní postavení.

Jak zrychlující se expanzi vesmíru vysvětlit? Astrofyzici ji vysvětlili záhadnou temnou energií. Ta má ovšem jednu velkou vadu na kráse: temnou energii samu fyzikové dosud nedovedou vysvětlit. Temná energie však nebyla jediným kandidátem na vysvětlení zrychlující se expanze vesmíru. Když obětujeme Koperníkův princip, mohla by zrychlující se vzdalování supernov vysvětlit Hubblova bublina. To je oblast vesmíru, která se rozpíná sice stálou rychlostí, avšak jinou, než se rozpínají ostatní oblasti vesmíru. Ve vesmíru, kde by se Země nacházela uvnitř Hubblovy bubliny „kosmického prázdna“ a vzdálené supernovy v bublinách s větší rychlostí expanze, bychom pozorovali totéž, avšak nepotřebovali bychom k vysvětlení zrychlující se expanze koncept temné energie.

Pengjie Zhang a Albert Stebbins analýzou reliktního kosmického záření vyloučili možnost, že by se naše Země nacházela uvnitř Hubblovy bubliny.

Zkoumali, jak se reliktní kosmické záření, tento pozůstatek z doby, kdy byl vesmír stár pouhých 380 000 let, rozptyluje na volných elektronech v kosmickém prostoru. Rozptyl na elektronech totiž mění spektrum (teplotu) reliktního kosmického záření. Fyzikové tento jev nazývají kinematický Sunjajevův-Zeldovičův efekt. Jestliže platí Koperníkův princip, jsou rychlosti elektronů podél libovolné dráhy rozloženy náhodně a Sunjajevův-Zeldovičův efekt se vyruší. Kdyby však foton reliktního záření procházel Hubblovou bublinou, relativní pohyb bubliny vzhledem k ostatnímu vesmíru by se projevil změnou teploty. Přesná pozorování reliktního kosmického záření na kosmickém teleskopu v poušti Atacama a na teleskopu na jižním pólu mluví proti existenci Hubblovy bubliny. (Pengjie Zhang, Albert Stebbins: Phys. Rev. Lett. 107, 041301)