Изучая поведение квазаров, рожденных в молодой Вселенной, астрономы попытались в очередной раз измерить скорость расширения пространства-времени.
Однако из-за этого исследования теперь возникает куда больше вопросов, чем удалось получить ответов.
Оказывается, что Вселенная расширяется значительно быстрее, чем предсказывалось ранее. Это может означать, что темная энергия, которая, как считается, отвечает за ускорение этого самого расширения, не является космологической постоянной.
Все не так просто
Скорость расширения Вселенной называют константой Хаббла и ее было невероятно трудно определить. Проблема в том, что при выборе новой методики получается неоднозначный результат.
Недавно, применив данные со спутника "Планк", который измерял космический микроволновый фон, было установлено, что Вселенная расширяется со скоростью 67,4 километра в секунду на мегапарсек с погрешностью результата менее 1%.
Другие методы предлагают использовать для определения скорости звезды цефеиды или сверхновые типа Ia, которые позволяют рассчитать расстояние на основе их абсолютной величины. В 2018 году расчет переменной звезды цефеиды для постоянной Хаббла дал результат 73,5 километра в секунду на мегапарсек.
Согласитесь, что разница ощутимая и по этой причине ученые пытаются найти "золотую середину", чтобы объяснить столь отличные друг от друга результаты.
Астрономы решили использовать в качестве ориентиров квазары, сформированные в молодой Вселенной.
Почему квазары?
Квазары - одни из самых ярких объектов во Вселенной. Обитают они в центре некоторых галактик, где миллиарды звезд вращаются вокруг черной дыры, активно "пожирающей" материю. Световое и радиоволновое излучение квазаров объясняется огромным аккреционным диском, которые излучает интенсивный свет и тепло за счет непрерывной циркуляции.
Кроме этого, квазары излучают рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Когда известно соотношение этих двух типов волн, квазар может быть использован, как ориентир для определения постоянной Хаббла.
"Использование квазаров в качестве ориентиров - мудрое решение. В отличие от сверхновых типа Ia, квазары можно наблюдать на гораздо большем расстоянии, а значит мы можем найти те, что были сформированы в молодой Вселенной. Это повышает точность измерений", - прокомментировала исследование Элизабета Луссо, астрофизик из Университета Дарема, Великобритания.
В своей новой работе астрономы собрали данные ультрафиолетового излучения о 1598 квазаров, которые были сформированы в промежутке между 1-2,3 млрд. лет после Большого Взрыва. Это дало надежду измерить скорость расширения ранней Вселенной с высокой точностью.
"Мы наблюдали за квазарами, которые родились всего через миллиард лет после Большого Взрыва и обнаружили, что скорость расширения Вселенной сегодня значительно выше, чем была в далеком прошлом. Если допускать существование темной энергии, то со временем ее становится все больше и больше", - отметил Гвидо Рисалити, астрофизик из Университета Флоренции, Италия.
Да, темную энергию никто не видел, но это лишь собирательное название, характеризующее неизвестные силы отталкивания, ведущие к ускорению расширения пространства-времени.
Если плотность темной энергии со временем увеличивается, то называть этот параметр космологической постоянной было бы неуместно. Однако, как отмечают ученые, это может объяснить несоответствие между предыдущими результатами определения константы Хаббла.
"Новый подход к определению скорости расширения Вселенной весьма перспективный, но он потребует много времени, чтобы сделать какие-то конкретные выводы. Нужно понимать, что перед нами непростая задача, так как мы пытаемся решить самую настоящую космическую головоломку", - сказал Гвидо Рисалити.
"Некоторые из наших коллег стали говорить о том, что для объяснения несоответствия может потребоваться новая физика. Имеющиеся знания не позволяют объяснить рост темной энергии", - заключила Элизабета Луссо.
