Космология переживает один из самых неловких моментов в своей истории — Вселенная отказывается вести себя так, как предписывают ей учебники физики.
Когда учёные из разных концов планеты, вооружённые самыми совершенными инструментами человечества, получают принципиально разные ответы на один и тот же вопрос, это либо скандал, либо революция. В октябре 2025 года международная коллаборация TDCOSMO опубликовала результаты пятилетней работы, использовавшей космический телескоп Джеймса Уэбба, наземные гиганты Keck и VLT, а также хитроумный метод гравитационного линзирования. Вердикт неутешителен для любителей стройных теорий: постоянная Хаббла составляет 71,6 километра в секунду на мегапарсек. Проблема в том, что реликтовое излучение — эхо Большого взрыва — упрямо настаивает на цифре 67,4.
Разница в какие-то 6% звучит несерьёзно, пока не осознаёшь масштаб катастрофы. Это всё равно что измерить рост человека двумя разными линейками и обнаружить расхождение в двадцать сантиметров. Либо линейки врут, либо человек умудряется одновременно существовать в двух версиях реальности. Космологи, понятное дело, склоняются к первому варианту, но доказать это пока не могут.
Число, которое определяет судьбу Вселенной
Эдвин Хаббл в 1929 году совершил открытие, перевернувшее представления о мироздании: галактики разбегаются друг от друга, причём чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется. Вселенная не статична — она расширяется. Коэффициент этого расширения получил имя первооткрывателя и стал одним из краеугольных камней современной космологии.
Постоянная Хаббла (H₀) показывает, насколько быстро увеличиваются расстояния между галактиками прямо сейчас. Технически это скорость, с которой галактика удаляется от нас на каждый мегапарсек расстояния. Один мегапарсек — это примерно 3,26 миллиона световых лет, расстояние настолько чудовищное, что человеческий мозг честно капитулирует при попытке его осмыслить.
Почему эта цифра так важна? Потому что она позволяет вычислить возраст Вселенной, её размер, плотность материи, количество тёмной энергии и, собственно, всю будущую судьбу космоса. Ошибёшься в H₀ — и картина мироздания поплывёт, как акварель под дождём.
На протяжении десятилетий астрономы бились над точным измерением этой величины. Первые оценки Хаббла давали около 500 км/с/Мпк — чудовищный промах, который делал Вселенную моложе Земли. К концу XX века погрешность сократилась до 10%, а потом случилось нечто странное: чем точнее становились измерения, тем сильнее расходились результаты разных методов.
Космические зеркала, искривляющие пространство
Альберт Эйнштейн предсказал, что массивные объекты искривляют пространство-время, заставляя свет двигаться по изогнутым траекториям. Галактика, оказавшаяся между нами и далёким квазаром, работает как гигантская линза, фокусирующая и расщепляющая его свет. В результате мы видим не один квазар, а несколько его изображений — призрачных копий, разбросанных вокруг галактики-линзы.
Вот где начинается магия гравитационного линзирования как космологического инструмента. Свет от разных изображений квазара проходит разные пути через искривлённое пространство. Если квазар мерцает — а они все мерцают, потому что это активные ядра галактик с нестабильными аккреционными дисками, — то вспышки появляются в разных изображениях с задержкой от нескольких дней до нескольких месяцев.
Измерив эту временную задержку и построив точную модель распределения массы в галактике-линзе, можно вычислить абсолютное расстояние до системы. Не относительное, не в каких-то условных единицах, а честное расстояние в мегапарсеках. Отсюда — прямой путь к постоянной Хаббла, минуя все промежуточные ступени традиционной «космической лестницы расстояний».
Метод элегантен, но дьявольски сложен в исполнении. Нужны годы наблюдений за переменностью квазара, ювелирно точные модели массы линзы, учёт всех галактик вдоль луча зрения, которые вносят свои искажения. Коллаборация TDCOSMO потратила два десятилетия на отработку методологии и пять лет на финальный анализ с новейшими данными.
Восемь квазаров против стандартной модели
Команда TDCOSMO проанализировала восемь систем с гравитационно линзированными квазарами. Звучит скромно, но каждая такая система — результат космической лотереи: квазар должен оказаться точно за массивной галактикой, да ещё и удобно расположенной для наблюдений. На всё небо известно лишь несколько десятков подходящих кандидатов.
Для шести систем учёные получили спектры с JWST NIRSpec — инфракрасного спектрографа космического телескопа Джеймса Уэбба. Это позволило измерить дисперсию скоростей звёзд в галактиках-линзах с беспрецедентной точностью. Для одной системы — RX J1131−1231 — удалось построить полную карту звёздной кинематики, что дало дополнительные ограничения на распределение массы.
Анализ проводился «вслепую»: исследователи не знали итогового значения H₀ до самого конца, чтобы исключить подсознательную подгонку результатов. Постеры были расклеены только 27 мая 2025 года, когда все проверки завершились.
Результат: H₀ = 71,6 (+3,9/−3,3) км/с/Мпк с точностью около 5%. При добавлении дополнительных выборок галактик-линз без временных задержек точность улучшилась до 4,6%, а центральное значение сместилось к 74,3 км/с/Мпк.
Эти цифры прекрасно согласуются с измерениями команды SH0ES, использующей цефеиды и сверхновые типа Ia — классическую «лестницу расстояний». И столь же прекрасно противоречат данным спутника Planck.
Анатомия космического скандала
Космический микроволновый фон — это древнейший свет во Вселенной, испущенный через 380 тысяч лет после Большого взрыва, когда космос остыл достаточно для образования нейтральных атомов. Спутник Planck картографировал это излучение с фантастической детализацией, выявив крошечные неоднородности температуры — зародыши будущих галактик и скоплений.
Из этих данных, применяя стандартную космологическую модель ΛCDM (лямбда-CDM, где Λ — тёмная энергия, CDM — холодная тёмная материя), физики вычислили все параметры Вселенной, включая постоянную Хаббла: 67,4 ± 0,5 км/с/Мпк. Ошибка меньше процента — триумф точной науки.
Проблема в том, что это значение относится к ранней Вселенной. Чтобы получить современное H₀, нужно «прокрутить» космологическую модель на 13,8 миллиарда лет вперёд. Если модель верна, результат должен совпасть с прямыми измерениями в сегодняшней Вселенной.
Он не совпадает. Разница превышает пять стандартных отклонений — статистический порог, после которого случайное совпадение практически исключено. Либо кто-то где-то допустил систематическую ошибку, которую не могут найти уже десять лет, либо стандартная модель космологии неполна.
Коллаборация TDCOSMO предоставила третий независимый голос в этом споре. Гравитационное линзирование не использует ни цефеиды, ни реликтовое излучение, ни сверхновые в качестве стандартных свечей. Это принципиально иной метод, основанный на совершенно другой физике. И он голосует за «быструю» Вселенную.
На пороге новой физики или нового конфуза
Что может означать проблема Хаббла, если она реальна, а не артефакт измерений?
Первый вариант — экзотическая физика ранней Вселенной. Возможно, до рекомбинации существовали дополнительные релятивистские частицы, ускорявшие расширение. Или ранняя тёмная энергия — эпизод ускоренного расширения задолго до нынешнего доминирования космологической постоянной. Такие модели могут примирить раннюю и позднюю Вселенную, но требуют введения новых сущностей, о которых мы ничего не знаем.
Второй вариант — динамическая тёмная энергия. Стандартная модель предполагает, что плотность тёмной энергии постоянна во времени. Но что, если она меняется? Недавние данные проекта DESI намекают именно на это, хотя статистическая значимость пока недостаточна для окончательных выводов. Команда TDCOSMO проверила свои результаты в различных космологических моделях — wCDM, w₀wₐCDM — и везде получила согласованные значения H₀.
Третий вариант — неизвестные систематические эффекты. Может быть, цефеиды в далёких галактиках отличаются от местных. Может быть, реликтовое излучение содержит неучтённые искажения. Может быть, модели гравитационных линз недостаточно точны. Тысячи исследователей потратили тысячи часов на поиск таких ошибок и не нашли ничего, что объяснило бы расхождение.
Четвёртый вариант — нам просто не повезло со статистикой. Пять сигма — это одна ложная тревога на три с половиной миллиона. Редко, но бывает.
Когда Вселенная отказывается читать учебники
Наука о Вселенной достигла парадоксального состояния: мы знаем о космосе больше, чем когда-либо в истории, и одновременно обнаруживаем, что наше знание содержит фундаментальное противоречие.
Работа коллаборации TDCOSMO замечательна не только результатом, но и методологической честностью. Исследователи намеренно выбрали консервативный подход, максимизирующий погрешности, чтобы никто не мог обвинить их в подгонке данных. Они провели слепой анализ. Они проверили устойчивость результата в разных космологических моделях. Они открыли код и данные для независимой проверки.
И всё равно получили значение H₀, несовместимое с Planck на уровне почти трёх стандартных отклонений.
Возможно, через несколько лет загадка разрешится каким-нибудь прозаичным образом — найдётся незамеченная систематика, уточнятся калибровки, статистика перестанет казаться столь драматичной. Так уже бывало в истории физики.
Но возможно, мы стоим на пороге открытия, сравнимого по значимости с обнаружением ускоренного расширения Вселенной в 1998 году. Тогда тоже никто не ожидал сюрприза, и тогда тоже измерения сначала казались ошибкой.
Проблема Хаббла — это не абстрактный спор о цифрах после запятой. Это вопрос о том, понимаем ли мы фундаментальные законы, управляющие эволюцией космоса. Если наши модели неполны, последствия затронут всё — от расчёта возраста Вселенной до предсказания её далёкого будущего.
Вселенная, похоже, знает о себе что-то, чего не знаем мы. Остаётся выяснить — что именно.