Наблюдения за природными микроволновыми лазерами в четырех далеких галактиках показали, что Вселенная сейчас расширяется значительно быстрее, чем на то указывает микроволновое "эхо" Большого взрыва. Это открытие ставит под сомнение основополагающие космологические теории, пишут ученые в статье, которую опубликовала электронная научная библиотека arXiv.
"Наши измерения показывают, что эти галактики на самом деле находятся дальше или ближе, чем это предсказывает классическая космология. Сейчас многие астрономы спорят, что было причиной аналогичных расхождений – ошибки измерений или проблемы в теории. Мы вычислили расстояние до галактик совершенно иначе и показали, что проблема все же лежит в предсказаниях теории", – прокомментировал один из авторов работы, астрофизик Джеймс Браатц.
В конце прошлого столетия ученые, наблюдая за сверхновыми первого типа, обнаружили, что Вселенная не просто растет, а делает это все быстрее и быстрее. Причиной ускоренного расширения ее границ, как сегодня считают физики, служит так называемая темная энергия – загадочная субстанция или свойство пространства, природа которой остается одной из главных загадок современной науки.
Три года назад из-за этого свойства мироздания в космологии возник новый кризис. Дело в том, что почти одновременно были опубликованы измерения скорости расширения Вселенной, полученные в рамках наблюдений за микроволновым "эхом" Большого взрыва, за переменными звездами-цефеидами в Млечном Пути и вспышками сверхновых в соседних галактиках.
Эти значения сильно разошлись. Второй тип наблюдений показал, что две галактики, разделенные расстоянием примерно в три миллиона световых лет, должны разлетаться со скоростью около 73 км/с. Это на 9% больше, чем показывают данные наблюдений за микроволновыми отголосками Большого взрыва – 69 километров в секунду.
Постоянство Вселенной
Подобные расхождения породили множество споров вокруг того, насколько реален этот разброс в скорости расширения Вселенной и какие процессы могли его породить. Если, конечно, его причиной были не погрешности в работе телескопов, ошибки при обработке данных или их неполнота.
Браатц и его коллеги получили очередные свидетельства того, что этот "разрыв" действительно существует. Они наблюдали за так называемым мазерным излучением, которое вырабатывают молекулы воды из облаков газа в окрестностях черных дыр в четырех близлежащих галактиках – UGC 3789, NGC 6264, NGC 6323 и NGC 5765b.
Это свечение представляет собой микроволновый аналог света лазера. У его источников есть набор уникальных черт, благодаря которым их можно использовать для измерения расстояний до далеких объектов в космосе, не опираясь на теоретические модели и допущения. Руководствуясь подобной идеей, астрономы уже много лет пытаются найти в близлежащих галактиках достаточно мощные мазеры, которые позволили бы получить такие данные.
Специалисты Национальной радиоастрономической обсерватории США (NRAO) впервые смогли провести такие измерения с помощью интерферометра VLBA, который объединяет в себе мощности сразу нескольких мощнейших радиотелескопов мира. Выяснилось, что галактика UGC 3789 на самом деле располагалась на 4% дальше от Земли, чем предсказывает классическая космология, тогда как галактики NGC 6264 и NGC 5765b оказались на 9% ближе предполагаемого.
Объединив все эти измерения, астрономы вычислили скорость расширения Вселенной в текущий момент времени. Она оказалась близкой к отметке в 73 км/с, что говорит в пользу того, что темпы роста ее границ со времен Большого взрыва действительно поменялись.
С чем связано это непостоянство расширения Вселенной, ученые пока не могут сказать. Однако они предполагают, что его причиной может быть еще одна "темная" субстанция, которая существовала в первые эпохи жизни Вселенной, или же то, что темная материя по своей природе нестабильна. Дальнейшие наблюдения и измерения, а также новые изыскания теоретиков, как надеются Браатц и его коллеги, дадут более однозначный ответ на этот вопрос.