"Хаббл" перепроверил: Вселенная расширяется быстрее, чем думали астрономы
Вселенная расширяется на 5-9% быстрее, чем считалось ранее. Такое заключение сделали астрономы с помощью космического телескопа НАСА "Хаббл".
"Этот неожиданный вывод может стать важным ключом к пониманию загадочных элементов Вселенной. Они составляют до 95 процентов всей материи Вселенной, но при этом не излучают свет, например, это может быть тёмная материя, тёмная энергия и тёмное излучение", — говорит руководитель исследования и лауреат Нобелевской премии Адам Рисс (Adam Riess) из Университета Джона Хопкинса.
Команда учёных во главе с Риссом измерила текущую скорость расширения Вселенной с беспрецедентной точностью, уменьшив неопределённость до 2,4%. Астрономы смогли сделать это, разработав новые технологии, которые улучшили точность измерений расстояний до далёких галактик.
Учёные искали галактики, содержащие сразу и цефеиды (пульсирующие переменные звёзды), и сверхновые типа Ia.
Поясним, что означают два этих понятия. Цефеиды – это класс пульсирующих переменных звёзд с довольно точной зависимостью период—светимость. Одной из наиболее известных цефеид является Полярная звезда. Сверхновые типа Ia — условное название сверхновых, которые также обладают близкими и установленными учёными параметрами, а потому, так же как и цефеиды, могут быть использованы как "километровые столбики" во Вселенной. То есть, наблюдая за ними, можно определить расстояние до той или иной галактики.
Исследователи, измерив параметры около 2400 цефеид в 19 галактиках и сравнив наблюдаемую яркость обоих типов звёзд, смогли точно измерить их истинную яркость и рассчитать расстояние до примерно 300 сверхновых типа Ia в отдалённых галактиках.
Команда учёных сравнила эти расстояния с расширением космоса, измерив смещение света, приходящего от отдаляющихся галактик. Они использовали эти два значения, чтобы вычислить, как быстро Вселенная расширяется со временем, или вычислить постоянную Хаббла.
Усовершенствованная постоянная Хаббла составила 73,23 километра в секунду на мегапарсек. Один мегапарсек равен 3,26 миллиона световых лет. Новое значение даёт понять, что расстояние между существующими космическими объектами удвоится через 9,8 миллиарда лет.
Эта уточнённая калибровка представляет собой некую головоломку для учёных, потому что она не совсем соответствует предполагаемой скорости расширения Вселенной после Большого взрыва.
Измерения послесвечения от Большого взрыва, полученные с помощью космического аппарата НАСА WMAP и спутника "Планк" Европейского космического агентства, прогнозировали скорость на пять-девять процентов меньше нынешней уточнённой постоянной Хаббла.
По мнению Рисса, сравнение скоростей расширения Вселенной, полученных от WMAP, "Планка" и "Хаббла", напоминает строительство моста. На одном берегу находятся наблюдения космического микроволнового фонового излучения молодой Вселенной, на другом – измерения, сделанные командой Рисса с помощью "Хаббла".
"Если вы начинаете строить с двух концов, то планируете встретиться посередине в том случае, если все ваши чертежи и измерения верны. Но наши стороны не сходятся посередине, и мы хотим выяснить, в чём причина", — говорит Рисс.
Существует несколько возможных объяснений для излишней скорости расширения Вселенной. Один из возможных вариантов заключается в том, что тёмная энергия, возможно, может расталкивать галактики с большей силой.
Другая идея состоит в том, что космос содержал в своей ранней истории некие субатомные частицы, которые перемещались со скоростью близкой к скорости света. Такие быстрые частицы учёные предварительно называют "тёмным излучением". Они включают в себя частицы ранее известные, как нейтрино.
Кроме того, новые данные об ускорении могут означать, что тёмная материя обладает некоторыми странными и даже неожиданными характеристиками. Вполне может быть и так, что ускорение Вселенной расскажет астрономам о том, что теория гравитации Эйнштейна является неполной.
Результаты исследования появятся в следующем выпуске научного издания The Astrophysical Journal. Впрочем, их можно изучить уже сейчас (препринт статьи здесь).