Насколько быстро расширяется Космос? Новые наблюдения только углубляют загадку постоянной Хаббла - одного из самых важных чисел в космологии, ответственного за скорость его расширения.
Ученые знают, что сегодня Вселенная расширяется гораздо быстрее, чем в первые годы. Этот факт известен давно - благодаря этому загадку начали изучать, поскольку неизвестно, какие именно физические процессы ответственны за переменную скорость расширения пространства. Между тем, последние данные наблюдений, по-видимому, указывают на то, что предполагаемая в настоящее время скорость - на целых девять процентов выше, чем прогнозировалось ранее - заставит нас пересмотреть основные аспекты космологии. Девять процентов - это действительно серьезный вопрос при расчете с типичной погрешностью измерения в один или два процента!
Результаты новых наблюдений были представлены в журнале Astrophysical Journal . Возможно, они начнут новую полемику вокруг постоянной Хаббла - универсальной меры возраста и темпа расширения Вселенной.
В последнее время многочисленные исследования показали, что измерения постоянной Хаббла, основанные на наблюдениях микроволнового фонового излучения, находятся в явном противоречии с ее оценками, полученными в результате исследований на молодых звездах (таких как звезды Млечного Пути), даже после рассмотрения эффектов других загадочных космических сил, в том числе темной энергии, ускоряющих расширение Вселенной. «Вселенная опережает все наши предыдущие ожидания относительно темпов ее расширения, что очень загадочно», - резюмирует главный автор последнего исследования Адам Рисс из Университета Джона Хопкинса.
Некоторые исследователи до недавнего времени утверждали, что результирующее несоответствие измерений является результатом учета неполных (не полностью репрезентативных) серий данных наблюдений или некоторых систематических ошибок, которые не сразу проявляются в этих расчетах. Однако, основываясь на последних измерениях, сделанных для нашего космического соседа - Большого Магелланового Облака - Рисс и его коллеги оценивают, что это расхождение не только реально, но и больше, чем считалось ранее.
Команда Рисса оценила значения постоянной Хаббла в 74,03 +/- 1,42 километра в секунду. Это не согласуется с лучшими на сегодняшний день измерениями этой константы, что привело к исследованию микроволновых данных, собранных спутником Планка (67,4 ± 0,5 км / с). В статистических данных разница между этими двумя результатами составляет около 4,4 сигма. Другими словами, на 100 000 существует только один шанс, что это несоответствие просто совпадение.
В свою очередь, определение постоянной Хаббла (и, следовательно, скорости расширения Вселенной) на основе движений звезды требует два типа информации: как далеко находится данная звезда и как быстро она удаляется от нас. Чтобы измерить относительную скорость звезды, астрономы ищут характерные сдвиги линий в излучаемом им свете. Чтобы измерить его расстояние, астрономы используют различные инструменты: от простой геометрии до наблюдений звезд, называемых цефеидами, яркость которых изменяется в регулярном ритме, причем скорость этих импульсов яркости тесно связана с общей яркостью звезды. Чем ярче цефеида, тем медленнее она пульсирует. Это универсальное соединение, которое можно использовать для измерения яркости абсолютных цефеид и в то же время их расстояния от нас.
Исследователи проводят эти измерения в течение многих лет, постоянно пытаясь откалибровать известные зависимости для цефеид все более и более точно. Команда Рисса использовала космический телескоп Хаббла, чтобы точно наблюдать 70 Цефеид в Большом Магеллановом Облаке, одной из спутниковых галактик Млечного Пути. Эти новые данные позволили им более точно оценить расстояние между нами и объектами, расположенными в Большом Магеллановом облаке, что, в свою очередь, позволило определить постоянную Хаббла точнее, чем ранее.
Эти исследования имеют еще один интересный аспект. В 2017 году ученые обнаружили гравитационные волны, "морщины" в пространстве-времени, возникающие при столкновении пары нейтронных звезд. Их измерения позволили астрономам получить независимую оценку постоянной Хаббла. Пока что это полученное значение находятся примерно между значениями, полученными из данных Планка, и значениями, полученными из космической лестницы расстояний для цефеид. Однако эффективность использования событий, связанных с гравитационными волнами, при измерении скорости расширения Вселенной зависит строго от количества столкновений нейтронных звезд, что может быть обнаружено детекторами гравитационных волн, такими как LIGO или Virgo. Довольно сложно определить происхождение места излучения этих волн в небе.
Рисс и другие астрономы все еще работают над тем, чтобы сделать измерения постоянной Хаббла еще более точными - в надежде, что даже небольшое расхождение может дать важный ключ к разгадке тайны Вселенной.
Читать подробнее:
https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/hubble-constant-universe-expanding-faster-than-all-expectations/?cmpid=org=ngp::mc=social::src=facebook::cmp=editorial::add=fb20190425science-universeexpanding::rid=&sf211624364=1&fbclid=IwAR2TtPbOlWYDgXRiOnDeCMsKiXW-WrFjG0mzgk2ZoCPmfkl2bd14T85oWuM
https://arxiv.org/abs/1903.07603
Источник: Nature / Astrophysical Journal
