Если новые данные верны, это может означать, что многие существующие научные теории нуждаются в пересмотре. Ученые уже много лет стараются определить, как быстро расширяется Вселенная после Большого взрыва, а следовательно, и ее возраст. Существует множество теоретических расчетов, а также измерений реликтового излучения с помощью космической обсерватории "Планк" и данных от космического телескопа "Хаббл". Оценки возраста колеблются от 10 миллиардов до 20 миллиардов лет, и существует различие в представлениях о скорости расширения. Однако последние результаты от космического телескопа, названного в честь Джеймса Уэбба, подтверждают некоторые из предыдущих расчетов, основанных на наблюдениях "Хаббла". Об этом сообщили NASA и Европейское космическое агентство (ESA).
Телескоп "Хаббл" наблюдает за Вселенной уже более 30 лет, и благодаря его данным ученым удалось определить примерный возраст Вселенной, который составляет 13,8 миллиардов лет, что сейчас считается основной версией. Однако возраст напрямую зависит от скорости расширения Вселенной, что является сложной величиной для выражения. Этот процесс описывается законом Хаббла, основанным на работах ученых прошлого века, включая Жоржа Леметра и Эдвина Хаббла, по чьему имени и назван телескоп. Закон Хаббла также известен как закон разбегания галактик, поскольку он описывает скорость удаления друг от друга объектов в Вселенной, учитывая их расстояние. Этот коэффициент выражается через постоянную Хаббла, которая измеряется в километрах в секунду на мегапарсек, и высчитывается на основе наблюдений за цефеидами, особым классом пульсирующих звезд. Их светимость и период пульсации позволяют ученым определить расстояние до этих звезд.
При создании телескопа "Хаббл" наблюдение за цефеидами и расчет скорости расширения Вселенной действительно были одними из главных целей его работы. Этот самый мощный и точный на то время телескоп сделал множество инфракрасных снимков цефеид. Предполагалось, что это позволит уточнить данные, полученные с помощью наземных телескопов.
Однако возникла проблема в виде устойчивой разницы между предполагаемой скоростью расширения, определенной на основе измерений расстояний по снимкам "Хаббла", и значениями, полученными при анализе первоначального света, распространяющегося с момента Большого взрыва и измеренного обсерваторией "Планк". Это явление получило название "напряжение Хаббла". Однако пока не найдено убедительного объяснения этой разнице. Некоторые ученые предполагают, что причина кроется в неточности данных, полученных с помощью телескопа: возможно, помехи на изображениях или ошибки вычислений, вызванные нечеткостью съемки цефеид или тем, что за одну звезду было принято целое скопление.
Однако, чтобы решить эту дилемму, можно предположить, что наблюдения "Хаббла" могли содержать некоторые ошибки из-за неточности в измерениях параметров глубокого космоса. Впрочем, появление космического телескопа "Джеймса Уэбба" позволило астрономам перепроверить результаты "Хаббла". - рассказывают в ESA
Оба наблюдаемых результатов признаются верными
Однако "Джеймс Уэбб" обладает более совершенной камерой инфракрасного диапазона, что обеспечивает более четкие изображения и улучшает возможности для наблюдений. Это позволило использовать его для уточнения данных. Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, проводилось под руководством физика Адама Рисса из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. Они проанализировали данные снимков примерно 1000 цефеид из пяти галактик, сделанных "Джеймсом Уэббом", включая самую дальнюю галактику NGC 5468, находящуюся на расстоянии 130 миллионов световых лет.
Таким образом, исследование ученых не выявило ошибок в вычислениях, основанных на данных от телескопа «Хаббла», с увеличением расстояния от Земли. Напротив, их работа лишь подтверждает скорость расширения, вычисленную с помощью «Хаббла», которая составляет 73,0±1,0 (км/с -1)/Мпк.
Вывод из научной статьи подтверждает, что данные фотометрии цефеид, полученные с помощью снимков от телескопа "Хаббл", оказались точными, несмотря на больший уровень "шума" на изображениях по сравнению со снимками телескопа "Уэбба". Ученые не обнаружили существенной разницы в измерениях среднего расстояния, полученных обоими телескопами. Это подтверждает, что ошибки фотометрических измерений цефеид не вносят значительного вклада в возникновение "напряжения Хаббла".
Космические агентства отмечают, что результаты данного исследования, подтверждающие данные от телескопа "Хаббл", и значения, полученные с помощью космического обсерватории "Планк", могут быть рассмотрены как две постоянные величины. Одна из них определяет скорость расширения Вселенной в настоящее время, а другая — на момент ее зарождения.
"Нам важно убедиться, что мы не упускаем никакой информации о том, как Вселенная в ранние периоды своего существования отличалась от нынешнего состояния. Поскольку ошибки измерений на основе данных от телескопов "Хаббл" и "Уэбба" минимальны, возникает интересная перспектива: возможно, мы неправильно интерпретируем некоторые аспекты нашей Вселенной", — отмечает руководитель исследования Рисс.
В частности, сам Рисс был удостоен Нобелевской премии по физике в 2011 году за свои исследования, которые привели к открытию ускоренного расширения Вселенной, вызванного загадочным явлением, ныне известным как "темная энергия". В настоящее время NASA и ESA отмечают, что обсерватория "Евклид", запущенная на орбиту в прошлом году, и космический телескоп "Нэнси Грейс Роман", запуск которого запланирован на 2027 год, будут проводить исследования влияния темной энергии на возникновение напряжения "Хаббла".