Проблема з постійною Габбла: астрономи припускають, що ми знаходимося всередині величезної порожнечі

07:23 середа, 9 липня 2025 р.
Якщо ми знаходимося у регіоні з щільністю нижче середньої, як показано зеленою крапкою, то матерія буде відтікати від нас через сильнішу гравітацію навколишніх більш щільних регіонів, як показано червоними стрілками. Credit: Moritz Haslbauer and Zarija Lukic

Земля та вся наша галактика Чумацький Шлях можуть знаходитися всередині таємничої гігантської порожнечі, яка змушує космос розширюватися тут швидше, ніж у сусідніх регіонах Всесвіту, стверджують астрономи.

Їхня теорія є потенційним вирішенням «напруженості Габбла» та може допомогти підтвердити справжній вік нашого Всесвіту, який, за оцінками, становить близько 13,8 мільярда років, розповідають в Королівському астрономічному товаристві, передають OstanniPodii.com.

Останні дослідження, представлені на Національній астрономічній конференції (NAM) Королівського астрономічного товариства в Даремі, показують, що звукові хвилі з раннього Всесвіту, «по суті, звук Великого вибуху», підтверджують цю ідею.

Постійна Габбла була вперше запропонована Едвіном Габблом у 1929 році для вираження швидкості розширення Всесвіту. Її можна виміряти, спостерігаючи за відстанню до небесних об′єктів і швидкістю, з якою вони віддаляються від нас.

Однак перешкодою є те, що екстраполяція вимірювань віддаленого раннього Всесвіту на сьогодні за допомогою стандартної космологічної моделі передбачає повільнішу швидкість розширення, ніж вимірювання ближнього, більш сучасного Всесвіту. Це і є напруженість Габбла.

«Потенційним рішенням цієї невідповідності є те, що наша галактика знаходиться близько до центру великої локальної порожнечі», – пояснює доктор Індраніл Банік з Університету Портсмута.

«Це призвело б до того, що матерія була б притягнута гравітацією до зовнішньої частини порожнечі з вищою щільністю, що з часом призвело б до того, що порожнеча ставала б все порожнішою».

«У міру того, як порожнеча спорожняється, швидкість об′єктів, що віддаляються від нас, була б більшою, ніж якби порожнечі не було. Це, отже, створює враження більш швидкої локальної швидкості розширення».

Він додав: «Напруженість Габбла є в основному локальним явищем, і немає достатніх доказів того, що швидкість розширення суперечить очікуванням стандартної космології в більш віддаленому минулому. Тому локальне рішення, таке як локальна порожнеча, є перспективним способом вирішення проблеми».

Щоб ця ідея була правдивою, Земля й наша Сонячна система повинні знаходитися поблизу центру порожнечі радіусом близько мільярда світлових років і з щільністю приблизно на 20 відсотків нижчою за середню для Всесвіту в цілому.

Прямий підрахунок галактик підтверджує цю теорію, оскільки щільність в нашому локальному Всесвіті нижча, ніж у сусідніх регіонах.

Однак існування такої великої та глибокої порожнечі є суперечливим, оскільки воно не дуже добре узгоджується зі стандартною моделлю космології, яка передбачає, що сьогодні матерія повинна бути більш рівномірно розподілена на таких великих масштабах.

Попри це, нові дані, представлені доктором Баніком на NAM 2025, показують, що баріонні акустичні коливання (БАК) – «звук Великого вибуху» – підтверджують ідею про локальну порожнечу.

«Ці звукові хвилі просувалися лише короткий час, а потім застигли на місці, коли Всесвіт охолонув настільки, що утворилися нейтральні атоми», – пояснює він.

«Вони діють як стандартна лінійка, кутовий розмір якої ми можемо використовувати для складання карти історії космічного розширення».

«Локальна порожнина дещо спотворює взаємозв′язок між кутовою шкалою БАК та червоним зсувом, оскільки швидкості, спричинені місцевою порожниною та її гравітаційним впливом, дещо збільшують червоний зсув на додаток до того, що спричинений космічним розширенням».

«Враховуючи всі доступні вимірювання БАК за останні 20 років, ми показали, що модель порожнечі є приблизно в сто мільйонів разів більш імовірною, ніж модель без порожнечі з параметрами, розробленими для відповідності спостереженням космічного мікрохвильового фонового випромінювання, зробленим супутником Планка, так званою однорідною космологією Планка».

Наступним кроком для дослідників є порівняння їхньої моделі локальної порожнечі з іншими методами оцінки історії розширення Всесвіту, такими як космічні хронометри.

Це передбачає вивчення галактик, в яких зореутворення вже зупинилося. Спостерігаючи за їхніми спектрами, або світлом, можна визначити, які типи зірок вони мають і в якій пропорції. Оскільки більш масивні зорі мають коротший термін життя, вони відсутні в старіших галактиках, що дає можливість встановити вік галактики.

Потім астрономи можуть поєднати цей вік із червоним зсувом галактики — наскільки подовжилася довжина хвилі її світла — що дозволяє дізнатися, наскільки розширився Всесвіт, поки світло від галактики досягало нас. Це проливає світло на історію розширення Всесвіту.

Всі новини

Популярні новини: