Моделирование, проведенное международной группой исследователей, показало, что новые измерения гравитационных волн могут, наконец, устранить несоответствие в константе Хаббла. Накопление гравитационно-волновых сигналов от слияний 50 двойных нейтронных звезд, как выяснили ученые, даст наиболее точное значение константы на сегодняшний день – что не только урегулирует дискуссию, но и подтвердит наличие проблем с текущей стандартной космологической моделью.
Постоянная Хаббла представляет собой скорость, с которой Вселенная расширяется и имеет жизненно важное значение для вычисления её возраста и размера. Константа также широко используется в астрономии для определения масс и светимости звезд, масштабов скоплений галактик и многого другого. Однако два различных метода оценки значения константы Хаббла дали совершенно разные результаты.
Чтобы измерить постоянную Хаббла напрямую, ученым необходимо знать внешнюю радиальную скорость галактики и ее расстояние от Земли. Первое из этих измерений может быть получено из спектроскопического красного смещения галактики, но расстояние до галактики труднее определить непосредственно.
Распространенным способом оценки расстояния- является использование так называемых “стандартных свечей” – цефеид. В 2016 году наилучшая оценка для константы Хаббла, полученная таким образом, составила 73,2 км с–1 ПДК–1 – значительно отличающаяся от значения 67,8 км с–1 ПДК–1, полученного в том же году при изучении излучения космического микроволнового фона.Расхождение еще предстоит объяснить, поскольку значения должны согласовываться, если стандартная космологическая модель верна.
В новом исследовании, ученые из Европы и США пытался примирить эти два результата, они использовали концепцию “заднего прогностического распределения” (ЗПР), методологию, часто используемую для определения воспроизводимости экспериментальных результатов. ЗПР опирается на динамическое представление вероятности – другими словами, такое исследование, которое изменяется по мере получения новой информации.
В этом случае ученые реализовали ЗПР для моделирования измерений константы Хаббла с использованием этих двух различных методов, а также для проверки их соответствия стандартной космологической модели. Один интересный вывод заключается в том, что с вероятностью, по крайней мере 6% вероятности того, что текущее расхождение в константе Хаббла случилось из-за элементарной ошибки в расчетах.
Затем они смоделировали, как новые независимые данные могут помочь разрешить дискуссию. Гравитационные волны от сливающихся нейтронных звезд казались перспективным направлением для исследования, так как их сигнал дает ограничения на расстояние до двойных звезд. Поэтому измерения гравитационных волн должны давать оценку постоянной Хаббла без каких-либо предположений о космологии Вселенной.
Исследователи обнаружили, что 50 детекций гравитационно-волновых сигналов от сливающихся нейтронных звезд будут необходимы для правильного арбитража между двумя различными значениями константы Хаббла. Включение такого набора данных в их моделирование ЗПР, по их словам, даст наиболее точное значение константы Хаббла, но погрешность все равно будет составлять– не ниже 1,8%. Судя по нынешнему прогрессу, наблюдения этих 50 слияний нейтронных звезд вполне могут быть достигнуты в течение следующего десятилетия.
Более подробно информация описана в бесплатной статье: https://physicsworld.com/a/gravitational-waves-could-resolve-hubble-constant-debate/
