Jak Brian Schmidt a jeho tým ověřovali, že se rozpínání vesmíru zrychluje?
Brian Schmidt vedl High-z Supernova Search Team, druhou spolupráci zkoumající rozpínání pomocí vzdálených supernov. Její výsledek společně s prací Perlmutterova týmu ukázal, že zrychlování není jen zvláštností jediné analýzy. Důvěru v objev posílilo, že oba týmy dospěly k podobnému závěru a pečlivě prověřovaly možné chyby měření i vyhodnocení dat.
© / kredit: Tim Wetherell · Zdroj · · CC BY-SA 3.0 · Úpravy: zmenšení, rámeček a kredit.
Proč vznikl další tým
Brian Schmidt se narodil v roce 1967 v USA a později rozvíjel svou vědeckou práci v Austrálii. High-z Supernova Search Team založili Brian Schmidt a Nicholas Suntzeff v roce 1994. Název High-z odkazuje na vysoký rudý posuv, označovaný písmenem z, tedy na vzdálené zdroje pozorované v dřívějších obdobích vesmíru.
Cílem bylo spojit vyhledávání supernov, jejich sledování na různých dalekohledech a přesnější odhady vzdáleností. Schmidt vedl spolupráci, v níž přispěli mimo jiné Suntzeff, Adam Riess, Robert Kirshner, Alexei Filippenko a další pozorovatelé a analytici.
Co znamená nezávislý výsledek
Ve stejném období pracoval na podobné otázce Supernova Cosmology Project Saula Perlmuttera. Dvě spolupráce mohly porovnávat závěry z vlastních pozorovacích programů a analýz.
Nezávislost neznamená, že nepoužívaly žádné společné fyzikální znalosti, přístroje nebo kalibrační podklady. Oba týmy například využívaly supernovy stejného typu. Proto jejich shoda výrazně pomáhala, ale nemohla automaticky vyloučit každou chybu, kterou by oba postupy sdílely.
Jak prověřit nečekaně slabé supernovy
Slabší světlo může znamenat větší vzdálenost, menší skutečný světelný výkon nebo zeslabení prachem. Důležité je také to, které události vůbec dostaneme do sledovaného souboru. Dalekohled snáz zachytí jasný zdroj než slabý.
Tým proto zkoumal barvy supernov, sledoval změny jejich jasnosti a pomocí spekter určoval jejich typ. Zároveň ověřoval, zda různé způsoby výpočtu vzdáleností vedou ke stejnému závěru o zrychlování rozpínání vesmíru. Kontrola systematických chyb hledá posun, který může zasáhnout mnoho měření podobným směrem. Pokud například chybná kalibrace přístroje ukazuje všechny supernovy o něco slabší, ovlivní podobně i další pozorované supernovy. Přesnost výsledku proto zlepšíme odhalením a opravou tohoto posunu, například porovnáním s nezávisle kalibrovaným přístrojem.
Co ukázala práce z roku 1998
Tým vedený Brianem Schmidtem zveřejnil v roce 1998 studii, jejímž prvním autorem byl Adam Riess. Na pozorováních a vyhodnocení dat spolupracovala řada členů týmu. Studie porovnala 16 vzdálených a 34 blízkých supernov. Vyšla z ní opora pro současné zrychlené rozpínání; síla statistického závěru závisela také na použitých předpokladech.
Nešlo o jiný objev než ten, za který byl oceněn Perlmutter. Šlo o další cestu k témuž závěru. V roce 2011 získali Nobelovu cenu Perlmutter, Schmidt a Riess. Schmidt a Riess přitom patřili do stejného týmu.
Proč musí ověřování pokračovat
Pozdější měření reliktního záření a rozložení galaxií rozšířila soubor kosmologických testů. Každá metoda reaguje na jiné vlastnosti vesmíru a má jiné zdroje nejistot. Přehled jejich porovnávání nabízí téma o výběru kosmologických modelů.
Schmidtův přínos proto dobře ilustruje význam koordinované spolupráce a nezávislé kontroly. Přesvědčivý objev nevzniká jen nalezením překvapivého čísla, ale i hledáním toho, co by jej mohlo zkreslit.
Zdroje a další čtení
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Shoda dvou týmů zvýšila důvěru v nečekané zrychlování rozpínání. Současně připomíná, proč potřebujeme kontrolovat i předpoklady a kalibrace, které mohou různé postupy sdílet.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)