Закон Хаббла даёт возможность определить расстояния до далёких галактик, зная скорость их удаления от нас и постоянную Хаббла, которая показывает, что скорость разбегания галактик зависит от расстояния до них. Существует несколько способов определить значение постоянной Хаббла и все они дают близкие, но не одинаковые значения. Недавно физики попытались измерить постоянную Хаббла с помощью исследования реликтового излучения, но это завело учёных в тупик. Почему это произошло? Давайте разберёмся вместе.
Закон Хаббла
Всем известно, что Вселенная не статическая, она всегда расширяется, да ещё и с ускорением. В настоящее время нам неизвестен точный механизм расширения, но это ускорение происходит из-за неизвестной "тёмной энергией". Из-за неё все галактики удаляется друг от друга и чем дальше они находятся тем быстрее они отдаляются. Впервые подробно описал и сформулировал закон о разбегании галактик Эдвин Хаббл ещё в начале 20 века.
Формулируется Закон Хаббла следующим образом: Между расстояниями до галактик и скоростями их удаления наблюдается линейная зависимость, чем дальше от наблюдателя космический объект, тем быстрее он удаляется.
Как измерить постоянную Хаббла?
Чтобы измерить постоянную Хаббла нам нужно знать два точных параметра: скорость с которой удаляется от нас галактика и расстояние между нами. Скорость разбегания можно измерить по красному смещению объекта: когда объект быстро удаляется от нас электромагнитные волны, исходящие от него, растягиваются, то есть длина волны увеличивается и объект "краснеет", покраснение объекта пропорционально его скорости.
Расстояния до достаточно близких к нам звёздам мы измеряем в основном методом параллакса, но что делать, если объект находится далеко за пределами нашей галактики? Здесь метод параллакса будет бессилен, поэтому учёные для начала ищут в дальних галактиках красные гиганты, у которых абсолютная звёздная величина примерно одинаковая и с их помощью можно довольно точно измерить расстояние.
Также расстояние можно измерить с помощью цефеид. Цефеиды — переменные звёзды и период их пульсации пропорционален их яркости. Поэтому, найдя их период пульсации, мы найдем абсолютную звёздную величину, а уж имея её, найдем расстояние до них.
Учёные давно измерили постоянную Хаббла таким способом. Она равна 74 ± 1.4 км/с/Мпк. То есть скорость удаления объекта, что находится на расстоянии одного мегапарсек равна 74 км/с.
Проблема постоянной Хаббла
Недавно учёные с помощью исследований реликтового излучения определили постоянную Хаббла. Удивительно, но значение очень сильно отличалось от того, которое мы получали до сих пор другими методами. По этому исследованию стала Хаббла равна 67.4 ± 0.5 км/с/Мпк.
В отличие от вышеупомянутого метода определения постоянной Хаббла, оценка космического телескопа "Планк" опирается на измерения особенностей космического микроволнового фона и прогнозирование их эволюции с помощью стандартной модели космологии, которая называется Лямбда-CDM. Это современная космологическая модель, которая подробно объясняет ускоренное расширение Вселенной, распределение химических элементов, крупномасштабную структуру Вселенной и многое другое.
Значение постоянной Хаббла обоими методами оценены довольно точно. Поэтому существует два предположения почему результаты исследований столь сильно различаются. Либо учёные не учли некоторые параметры при измерении расстояний до галактик или, что менее вероятно, проблема кроется в самой модели Лямбда-CDM.
Учёные предлагали много вариантов для модификации модели, но пока все они имеют недостатки. Некоторые уменьшают напряжение, но ухудшают прогнозирования модели для других данных. Поэтому пока учёные накапливают больше данных для решения этой проблемы.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.