Астрономы наиболее точно измерили скорость расширения локальной Вселенной, но проблема современной космологии остается

Международная группа астрономов провела одно из самых точных на сегодняшний день измерений скорости расширения локальной Вселенной. Новый анализ подтверждает наличие «напряженности Хаббла», что может указывать на физические явления, выходящие за пределы современных моделей.

Об этом сообщают в Национальной исследовательской лаборатории оптической и инфракрасной астрономии (NOIRLab) Национального научного фонда (NSF) США, передают OstanniPodii.com.

Два подхода

В общем, астрономы пытаются измерить скорость расширения Вселенной с помощью двух принципиально разных подходов. Один метод основан на измерении расстояний до звезд и галактик в ближайшей Вселенной. Другой использует измерения космического микроволнового фона, чтобы предсказать, какой была бы скорость расширения сегодня согласно стандартной модели космологии.

Ожидается, что эти два подхода дадут одинаковый результат, но это не так. Измерения, основанные на ближайшей Вселенной, последовательно указывают на более высокую скорость расширения — около 73 километров в секунду на мегапарсек — тогда как прогнозы, полученные на основе ранней Вселенной, дают более низкое значение, ближе к 67 или 68. Хотя численная разница незначительна, она намного больше, чем можно объяснить статистической неопределенностью. Это устойчивое расхождение, известное как «напряженность Габбла», было зафиксировано во многих независимых исследованиях и с помощью различных методов.

Новые измерения

Объединив десятилетия независимых наблюдений в единую систему, международная группа астрономов получила самые точные на сегодняшний день прямые измерения скорости расширения ближайшей Вселенной. В статье, опубликованной 10 апреля в журнале Astronomy & Astrophysics, коллаборация сообщает о значении постоянной Хаббла 73,50 ± 0,81 километра в секунду на мегапарсек, что соответствует точности чуть более 1%.

«Это не просто новое значение постоянной Хаббла, — отмечают участники коллаборации, — это созданная сообществом структура, которая объединяет десятилетия независимых измерений расстояний прозрачным и доступным образом».

Вместо того чтобы полагаться на единственный метод, команда построила «сеть расстояний», которая сочетает множество пересекающихся техник для измерения расстояний в локальной Вселенной. К ним относятся наблюдения за пульсирующими переменными звездами типа Цефеид, красными гигантами, светящими с известной яркостью, сверхновыми типа Ia и определенными типами галактик. Этот подход позволяет получить несколько независимых путей к одному и тому же конечному результату и провести критическую проверку: вызвано ли расхождение ошибкой в одном методе? Результаты указывают на то, что это маловероятно. Даже когда отдельные методы исключаются из анализа, общий результат изменяется лишь минимально. Независимые измерения остаются согласованными между собой, что подкрепляет надежность локально измеренной скорости расширения.

«Эта работа фактически исключает объяснения «напряженности Хаббла», основанные на единственной пропущенной ошибке в локальных измерениях расстояний», — заключают авторы. «Если эта напряженность реальна, как свидетельствует все большее количество доказательств, она может указывать на новую физику, выходящую за пределы стандартной космологической модели».

Последствия этого значительны. Более низкая скорость расширения, выведенная из данных о ранней Вселенной, зависит от стандартной модели космологии, которая описывает, как Вселенная эволюционировала после Большого взрыва. Если эта модель является неполной — например, если она не учитывает полностью поведение темной энергии, новых частиц или модификаций гравитации — это повлияет на ее прогнозы относительно современной скорости расширения.

В таком случае «напряженность Габбла» может быть не следствием ошибки измерения, а свидетельством того, что в современной модели Вселенной отсутствует ключевой компонент. Местная сеть расстояний также создает основу для будущих исследований. Предоставив открытый доступ к своим методам и данным, группа ученых создала фундамент, который можно расширять с помощью новых наблюдений. Поскольку ожидается, что обсерватории нового поколения обеспечат еще более точные измерения, астрономы стремятся определить, будет ли это расхождение в конечном итоге устранено или продолжит указывать на новую физику.

Дополнительная информация

Исследование «Локальная сеть расстояний: отчет о консенсусе научного сообщества по измерению постоянной Хаббла с точностью ∼1%» является результатом обширной работы научного сообщества, начатой в ходе прорывного семинара Международного института космических наук (ISSI) «What’s under the H0od?», который состоялся в ISSI в Берне, Швейцария, в марте 2025 года.

NOIRLab предоставил для этой работы как экспертизу, так и данные наблюдений. Джон Блейксли, астроном и директор по исследованиям и научным услугам в NOIRLab, является членом этого сотрудничества. Исследование включает данные с телескопов Межамериканской обсерватории Серро-Тололо (CTIO) NSF в Чили и Национальной обсерватории Китт-Пик (KPNO) NSF в Аризоне, которые являются программами NOIRLab. Эти данные были включены в более широкую совместную структуру, охватывающую как наземные, так и космические обсерватории, что помогло укрепить общий результат.