Уже более ста лет ученые пытаются разгадать тайну расширения Вселенной. Общепризнано, что Вселенная расширяется с момента самого Большого Взрыва и что в больших масштабах все галактики постепенно удаляются друг от друга. В этом согласны все ученые. Проблема, однако, в том, что в зависимости от того, пытаемся ли мы оценить скорость этого расширения в ранней или поздней Вселенной, результаты различаются. Теперь ученым удалось улучшить один из компонентов измерения с гораздо большей точностью, чем когда-либо прежде, и… проблема стала еще яснее. Это может означать, что даже на фундаментальном уровне мы еще ничего не знаем или не понимаем о Вселенной. Впереди у астрономов и космологов еще довольно много работы.
Почти ровно сто лет назад начались попытки оценить так называемую постоянную Хаббла-Лемэтра, величину, описывающую скорость расширения Вселенной как функцию времени. За прошедшие годы было разработано несколько независимых методов определения постоянной Хаббла-Леметра. Ученые, использующие для ее определения звезды и галактики, видимые в настоящее время, получают аналогичные результаты, колеблясь вокруг значения 73 км/с/Мпк ± 1,0 км/с/Мпк. Это просто означает, что средняя скорость удаляющейся от нас галактики увеличивается на 73 км/с на каждый мегапарсек (1 Мпк = 3,26 миллиона световых лет) расстояния от Земли. Это значение получено на основе измерений расстояния до цефеид (переменных звезд в тысячи раз ярче Солнца, регулярно меняющих свой блеск за счет пульсаций, обусловленных изменением размеров и температуры звезды), а затем на основе сверхновых типа Ia, которые годами использовались учеными как так называемые обычные свечи. Благодаря тому, что абсолютная яркость как цефеид, так и сверхновых типа Ia всегда одинакова, яркость, наблюдаемая с Земли, позволяет точно определить расстояние до них.
Проблема в том, что ученые, которые измеряют значение постоянной Хаббла-Лемэтра, используя космическое фоновое излучение, то есть тонкое свечение, испускаемое всего через 360 000 лет после Большого взрыва, получают значение, близкое к 67,4 км/с/Мпк. Это значение, рассчитанное спутником Planck, отправленным на орбиту Европейским космическим агентством, имеет погрешность измерения 0,5 км/с/Мпк. Значит, где-то должна быть ошибка.
Какая постоянная Хаббла верна?
Конфликт Хаббла — этот термин чаще всего используется для описания расхождения между этими двумя величинами (напряжение Хаббла). Если последующие измерения с использованием обоих методов всегда показывают одни и те же разные значения, это должно означать, что у нас есть серьезный пробел в наших знаниях об основных физических законах, управляющих Вселенной.
В журнале Astronomy & Astrophysics ученые из исследовательской группы Standard Candles and Distances Star Candles Института физики EPFL сообщают о самых точных на сегодняшний день измерениях расстояния до цефеид. Они были сделаны на основе данных, собранных Европейской космической обсерваторией . Ученые сосредоточили свои измерения на звездных скоплениях цефеид, состоящих как минимум из нескольких сотен звезд. Исследователи проверили, движутся ли звезды скопления вместе через Млечный Путь. Измерения скорости и расстояния до каждой звезды в скоплении позволили повысить точность определения расстояния до ± 0,9%. Эффект? Оцененная таким образом скорость расширения Вселенной составляет 73 км/с/Мпк.
Это означает, что исследователи смогли повысить точность определения постоянной Хаббла и одновременно усилить предыдущий результат. Таким образом, разница между этим измерением и измерением микроволнового фона, составляющим 5,6 км/с/Мпк, стала более заметной. Вывод поэтому может быть только один: мы явно чего-то еще не заметили во Вселенной, и наше описание этого пока является лишь приближением. Вселенная не то, чем нам кажется. Этот недостаток может существенно повлиять на наше понимание темной материи, пространства-времени и гравитации.