В последние десять лет «напряжение Хаббла», которым называют стойкое и интригующее несоответствие между постоянной Хаббла, измеренной по красным смещениям непосредственно и расстояниями, не зависящими от космологических факторов, стало обладать очевидной значимостью.
Речь идет о постоянном расхождении в измерении скорости расширения Вселенной, называемой «постоянной Хаббла». В новом исследовании, проанализировавшем данные наблюдений космического телескопа Джеймса Уэбба, удалось устранить имевшиеся сомнения в отношении этих измерений. Подтвердилось, что Эдвин Хаббл был всегда прав.
Космические ориентиры
Космический телескоп Хаббл создавали с расчетом на то, что его наблюдательные возможности позволят получить точные значения по скорости расширения Вселенной. Ранние исследования с наземных телескопов давали огромные погрешности. С каждым изменением скорости расширения возраст Вселенной менялся от 10 до 20 миллиардов лет.
После того, как в 1990 году запустили Хаббл, погрешность в измерениях достигла менее одного процента. Возраст оценили в 13,8 миллиарда лет. Такое стало возможным благодаря уточнению в значении «лестницы космических расстояний», измеряемой по промежуточным точкам – цефеидам.
Цефеиды – это переменные звезды, их яркость регулярно меняется и в этом есть закономерность. Такая звезда пульсирует слабее, когда степень ее яркости достигает среднего уровня. Считается, что яркость эта зависит от массы. Такая особенность помогает определить расстояние до них с высокой точностью. Именно поэтому цефеиды, к коим относится и Полярная звезда, можно назвать космическими ориентирами. Все астрономические расстояния обязательно сличают с расстояниями до этих переменных звезд.
Загадочное напряжение
С помощью цефеид в свое время было обнаружено, что Вселенная расширяется ускоренно. Когда астрономы уточняли расстояния до самых отдаленных галактик, они увидели, что многие из них находятся на большем отдалении, чем должны были быть в случае постоянной скорости расширения Вселенной. Расчеты показали, что каждые три с лишним миллиона световых лет скорость расширения увеличивается на 75 км/с.
Скорость расширения Вселенной изучают еще по реликтовому излучению, очень слабому электромагнитному излучению, заполняющему всю Вселенную. Также его называют эхом Большого взрыва. Волны этого остаточного излучения увеличивают свою длину с ростом расстояния. Это говорит о том, что источник этой волны удаляется от нас. И тут вышло, что каждые три с лишним миллиона световых лет скорость расширения увеличивается на 67 км/с.
Это несоответствие и есть загадочное «напряжение Хаббла». Самое простое предположение для его решения: что-то не то намерили с цефеидами, и наблюдения Хаббла ошибочны. Здесь очень кстати появился телескоп Джеймса Уэбба. С помощью его данных астрономы перепроверили наблюдения Хаббла. Инфракрасные изображения цефеид, что собрал Уэбб, по оптическому свету абсолютно совпали с данными Хаббла. Однако это ничего не дало в плане разрешения хаббловской напряженности.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
«Если свести на нет ошибки измерений, остается реальная и захватывающая возможность того, что мы неправильно понимаем Вселенную», – отметил Адам Рисс, физик из балтиморского Университета Джона Хопкинса.
Лестница расстояний
Когда в прошлом году Уэбб подтвердил измерения Хаббла, многие заговорили о том, что незначительные ошибки в измерениях могут постепенно расти, пока не станут заметны по мере продвижения в самую глубь Вселенной. Так, на измерение яркости удаленных звезд может влиять звездное скопление. В последнем же исследовании ученые руководствовались дополнительными наблюдениями Уэбба за цефеидами.
«Теперь мы охватили весь диапазон наблюдений «Хаббла» и можем с высокой степенью уверенности исключить ошибку измерения как причину «хаббловской напряженности», – добавил Рисс.
«Лестница космических расстояний», как метод измерения относительных расстояний во Вселенной, представляет собой ступени измерений, где каждая опирается на предыдущую для калибровки. Некоторые ученые считают, что в том случае, если с увеличением расстояния до цефеид измерения уменьшают свою точность, то эта лестница пошатнется уже на второй ступеньке. Дело в том, что свет цефеид может смешиваться со светом соседних звезд. А так как звезды теснятся друг с другом, то этот эффект увеличивается с расстоянием. И тут необходимо более тщательное изучение этого момента, ведь еще и космическая пыль усложняет измерения в видимом свете.
Уэбб в своем инфракрасном диапазоне видит сквозь пыль, так что свет цефеид у него виден отдельно от света соседних светил. Такой инструмент дал понять, что ступени на «лестнице» по-прежнему надежны. Теперь за загадку хаббловской напряженности возьмутся другие обсерватории. К этому привлекут и недавно запущенную миссию ЕКА «Евклид» и космический телескоп НАСА «Нэнси Грейс Роман», запуск которого ожидается в ближайшем будущем. Их работа должна помочь связать начало Вселенной и сегодняшний день пониманием того, как менялось ее расширение с момента Большого взрыва.
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: