На протяжении десятилетий космическое сообщество было озадачено космической загадкой: Вселенная, по-видимому, расширяется быстрее, чем должна.
Это несоответствие, известное как напряжение Хаббла, поставило под сомнение наше понимание фундаментальной природы Вселенной.
Новые наблюдения, полученные с помощью мощного космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), еще больше прояснили эту сложную загадку.
JWST измерил расстояния между звездами и галактиками, что подтвердило более ранние измерения, выполненные космическим телескопом «Хаббл».
«Расхождение между наблюдаемой скоростью расширения Вселенной и предсказаниями стандартной модели свидетельствует о том, что наше понимание Вселенной может быть неполным», — сказал Адам Рисс, лауреат Нобелевской премии и ведущий автор из Университета Джонса Хопкинса.
«С учётом того, что два ведущих телескопа НАСА теперь подтверждают открытия друг друга, мы должны отнестись к этой проблеме [напряженности Хаббла] очень серьезно — это вызов, но также и невероятная возможность узнать больше о нашей Вселенной», — добавил Рисс.
Уэбб подтверждает выводы Хаббла о Вселенной
Напряжение Хаббла подчёркивает существенное различие между измеренной и теоретически предсказанной скоростью расширения Вселенной.
Это говорит о том, что могут существовать неизвестные силы или частицы, которые могут влиять на расширение Вселенной.
По этим причинам постоянная Хаббла — мера скорости расширения Вселенной — стала предметом интенсивного изучения.
Рисс и его команда изучили данные Уэбба, чтобы подтвердить измерения постоянной Хаббла, выполненные телескопом «Хаббл».
Они использовали три разных метода для расчета расстояний до галактик, содержащих сверхновые. Это подтвердило точность предыдущих измерений Хаббла.
Такое соответствие данных двух телескопов исключает возможность существенной ошибки в измерениях Хаббла как причины напряженности Хаббла.
Неизвестные факторы в действии
Несмотря на подтверждение измерений Хаббла, постоянная Хаббла остаётся загадкой.
Это связано с тем, что наблюдения за современной Вселенной дают более высокие значения константы по сравнению с теми, которые предсказывает общепринятая стандартная космологическая модель.
Стандартная модель космологии берет свое начало в отголосках Большого взрыва — космическом микроволновом фоновом излучении.
Стандартная космологическая модель предсказывает постоянную Хаббла около 67-68 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк). С другой стороны, фактические наблюдения телескопа вычисляют это значение около 70-76 км/с/Мпк, составляя в среднем 73 км/с/Мпк.
«Это не соответствие озадачивает космологов уже более десятилетия, поскольку разница в 5–6 км/с/Мпк слишком велика, чтобы ее можно было объяснить просто недостатками в методике измерений или наблюдений», — отмечается в пресс-релизе.
Теперь, когда Уэбб устранил существенные погрешности в измерениях Хаббла, исследовательская группа предполагает, что напряжение Хаббла может быть вызвано не установленными факторами или недостатками в нашем текущем понимании физики.
Постоянная Хаббла не оказывает прямого влияния на нашу повседневную жизнь, но она дает представление о крупномасштабной эволюции Вселенной.
Ученые могут разгадать ее прошлое и предсказать ее судьбу, оценив скорость расширения Вселенной .
Они подчеркивают, что решение проблемы напряжения Хаббла может дать ключ к разгадке других несоответствий в стандартной космологической модели.
Например, стандартная космологическая модель не в состоянии объяснить природу темной материи и темной энергии.
«Одним из возможных объяснений напряженности Хаббла может быть отсутствие чего-то в нашем понимании ранней Вселенной, например, нового компонента материи — ранней темной энергии, — который дал Вселенной неожиданный толчок после Большого взрыва», — пояснил Марк Камионковски, космолог из Университета Джонса Хопкинса.
«И есть другие идеи, такие как забавные свойства темной материи, экзотические частицы, изменение массы электрона или первичные магнитные поля, которые могут сработать. Теоретики имеют право быть весьма креативными», — добавил Камионковски в пресс-релизе.
Результаты были опубликованы в The Astrophysical Journal.
Прочитайте что такое взгляд в будущее