Это одна из самых обсуждаемых проблем в физике: два измерения скорости расширения Вселенной не согласовываются. Новая методика, направленная на устранение несоответствия, позволила получить третью оценку, которая находится между двумя предыдущими. Таким образом, противоречие продолжается.
Одно измерение того, как быстро расширяется Вселенная - число, известное как постоянная Хаббла, - происходит от сверхновых звезд или взрывающихся звезд. Другой основан на космическом микроволновом фоне, свет, выпущенный вскоре после Большого взрыва. Предыдущие измерения сверхновых показывают, что Вселенная расширяется со скоростью около 74 километров в секунду на мегапарсек, или около 3,3 миллиона световых лет. Но космический микроволновый фон привязывает это число приблизительно к 67 километрам в секунду на мегапарсек.
Это различие привело к тому, что некоторые исследователи предположили, что мы упускаем что-то важное в нашем понимании Вселенной, например, новые неопознанные субатомные частицы, которые могут "населять" космос.
Цефеиды — класс пульсирующих переменных звезд с довольно точной зависимостью период—светимость, названный в честь звезды Цефей. Одной из наиболее известных цефеид является Полярная звезда.
В новом исследовании космолог Венди Фридман из Чикагского университета и его коллеги провели еще одно измерение постоянной Хаббла, которая также опирается на сверхновые звезды. Ученые определяют, насколько быстро расширяется Вселенная, измеряя, как свет сверхновой растягивается до более красных длин волн в результате этого расширения. Но это требует оценки того, как далеко эти сверхновые находятся от Земли.
Фридман и его коллеги использовали другой, независимый метод, чтобы помочь измерить расстояния сверхновых. Сверхновые, известные как сверхновые типа 1а, имеют известную яркость. Используя «лестницу расстояния», которая опирается на другие близлежащие объекты с известной яркостью, ученые могут определять расстояния сверхновых. Предыдущие "лестницы расстояния" полагались на цефеиды, но в новой работе использовались красные гигантские звезды, которые обладают равномерной пиковой яркостью.
Новое измерение постоянной Хаббла немного ниже, чем предыдущие оценки сверхновых, около 70 километров в секунду на мегапарсек, что лучше согласуется с оценкой космического микроволнового фона. Команда ученых сообщила о результате 16 июля на презентации в Институте теоретической физики им. Кавли при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре.
Космолог Адам Рисс из Университета Джонса Хопкинса и Научного института космического телескопа в Балтиморе предполагает, что более низкая оценка сводится к тому, как команда учитывает пыль, которая затемняет звезды и влияет на их яркость.
«Пыль - проклятие астрономии», - говорит Рисс, руководившая предыдущей оценкой сверхновой.
До сих пор не ясно, что-то не так с одним из измерений постоянной Хаббла или с нашим пониманием космоса.
«То, что эти результаты говорят нам, - эй, подожди минутку, нам нужно понять некоторые из этих различий», - сказал Фридман. «Не так быстро с новой физикой».