Розширення Всесвіту відбувається швидше, ніж очікувалося

Використовуючи нові спостереження за допомогою космічного телескопа Хаббла, дослідники вдосконалили устої шкали космічних відстаней, яка використовується для обчислення точних відстаней до сусідніх галактик.

Як розповідають на сайті космічного телескопа Хаббла, це було зроблено шляхом спостереження за пульсуючими зірками, що називаються "цефеїдами", у Великій Магелановій Хмарі - сусідній галактиці, яка є сателітом нашого Чумацького Шляху, і, за розрахунками, знаходиться за 162 тисячі світлових років від нас. При визначенні відстаней до галактик, які все віддаляються і віддаляються, ці цефеїди використовуються як маркери розмітки. Дослідники за їх допомогою визначають як швидко з часом розширюється Всесвіт - це значення відоме як "постійна Хаббла".

До того, як Хаббл був запущений в 1990 році, обчислення постійної Хаббла варіювалося в два рази. Наприкінці 1990-х років космічний телескоп Хаббла, маючи ключовим проектом визначення шкали позагалактичних відстаней, уточнив значення постійної Хаббла з точністю до 10%. У 2016 році астрономи за допомогою Хаббла виявили, що Всесвіт розширюється на 5-9 відсотків швидше, ніж обчислювалося раніше, шляхом уточнення вимірювання постійної Хаббла і додатково знизивши невизначеність лише до 2,4%. У 2017 році незалежне вимірювання підтвердило ті результати. Це останнє дослідження зменшило невизначеність в їх значенні постійної Хаббла до безпрецедентного рівня в 1,9%.

Це дослідження також припускає: ймовірність того, що випадковість невідповідності між вимірами сьогоднішньої швидкості розширення Всесвіту і очікуваним значенням, заснованим на ранньому розширенні Всесвіту, складає лише 1 на 100 000, що є значним поліпшенням, порівняно з попередньою оцінкою в минулому році в 1 на 3000.

Хоча вимірювання команди стали більш точними, їх розрахунок постійної Хаббла залишився невідповідним очікуваному значенню, отриманому від спостережень розширення раннього Всесвіту, здійсненого супутником Планка Європейського космічного агентства. Ці виміри відображають залишкове післясвічення від Великого вибуху, відоме як "космічний мікрохвильовий фон" (реликтове випромінювання), який допомагає вченим прогнозувати, як ранній Всесвіт міг еволюціонувати до швидкості розширення, яку астрономи можуть виміряти сьогодні.

Нова оцінка постійної Хаббла становить 74,03 кілометрів на секунду на мегапарсек. Число вказує на те, що Всесвіт розширюється зі швидкістю приблизно на 9 відсотків швидше, ніж це передбачено спостереженнями Планка за раннім Всесвітом, які дають значення для постійної Хаббла 67,4 км/с на мегапарсек.

Новини за подібною темою:

		Що таке темна енергія? Розповіли в НАСА
		У вимірюванні розширення Всесвіту можуть допомогти зіткнення нейтронних зір
		“Вебб” підтверджує точність швидкості розширення Всесвіту

Для досягнення цього висновку, команда на чолі з нобелівським лауреатом (2011) Адамом Ріссом проаналізувала світло із 70 цефеїдів у Великій Магелановій Хмарі. Оскільки ці зірки і сяють, і тьмянуть із передбачуваною швидкістю, а періоди цих змін дають нам їх світність і, отже, відстань, астрономи використовують їх як космічні маркери. Команда Рісса застосовувала ефективну техніку спостереження під назвою "Дрейф і здвиг" (Drift And Shift), використовуючи камеру Хаббла в режимі "наведи і знімай", аби швидко зняти яскраві зірки. Це дозволило уникнути більш трудомісткого етапу з фіксацією телескопа на зірках-орієнтирах для спостереження за кожною зіркою. Результати були об′єднані зі спостереженнями, зробленими проектом «Араукарія» - співпрацею між астрономами з інститутів Європи, Чилі та США для вимірювання відстані до Великої Магелланової Хмари, спостерігаючи затемнення світла, коли одна зірка проходить перед своїм партнером в бінарній зоряній системі.

Оскільки космологічні моделі передбачають, що значення розширення Всесвіту, що спостерігаються, повинні бути такими ж, як ті, що визначаються з космічного мікрохвильового фону, для пояснення цієї невідповідності може знадобитися нова фізика. "Раніше теоретики говорили мені: цього не може бути. Тепер вони говорять: ми насправді могли б це зробити", - зазначив Рісс.

Для пояснення невідповідності були запропоновані різні сценарії, але поки що остаточної відповіді немає. Невидима форма матерії, звана темною матерією, може сильніше взаємодіяти з нормальною матерією, ніж раніше вважали астрономи. Або, можливо, за прискорення розширення Всесвіту відповідає темна енергія - невідома форма енергії, що пронизує космос.

Хоча Рісс не має відповіді на цю незрозумілу невідповідність, та він і його команда мають намір продовжувати використовувати Хаббл для зменшення невизначеності в їхньому вимірюванні постійної Хаббла, як вони сподіваються, до 1%.

Читайте ще цікаві новини про космос.

• розширення Всесвіту