- Напряжение Хаббла — одна из самых больших загадок космологии.
- В центре внимания — постоянная Хаббла — мера того, насколько быстро расширяется наша Вселенная, — которая при расчете двумя разными способами получается двумя разными числами, хотя эти числа всегда должны совпадать.
- Теперь космический телескоп Джеймса Уэбба подтвердил, что это напряжение реально, а не является ошибкой в расчетах или проблемой с нашим оборудованием. Это означает, что в базовой физике нашей Вселенной есть что-то, что остается загадкой.
Напряжение Хаббла — одно из самых горячо обсуждаемых противоречий во всей астрономии. Оно вращается вокруг числа, называемого постоянной Хаббла, которая функционально является скоростью, с которой расширяется наша вселенная. Да, наша бесконечная вселенная расширяется. Триповый.
Мы уже давно знаем, что это расширение — факт нашего космоса (мы также знаем, что расширение ускоряется, но это уже другая история). Но мы до сих пор не знаем точно, насколько быстро происходит это расширение — мы не знаем, чему равна постоянная Хаббла. И это не из-за отсутствия попыток.
Есть несколько способов измерить постоянную Хаббла, но есть два основных. Первый, который делает сам телескоп Хаббла, заключается в том, чтобы выяснить, насколько быстро окружающие нас объекты удаляются от нас. Это делается путем нацеливания на определенные, надежные объекты в небе, расчета расстояний до них и объединения этих расстояний с измерениями красного смещения (явление, которое происходит, когда объект удаляется от нашей точки наблюдения, растягивая свет, который он посылает в нашу сторону, и делая его более красным). Это называется локальным измерением, и оно дает постоянную Хаббла около 74 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк).
Второй способ — взглянуть на Большой взрыв . Ну, не напрямую — в настоящее время это невозможно. Но мы можем взглянуть на космический микроволновый фон , который является излучением от Большого взрыва, которое пронизывает каждый «уголок» нашей Вселенной. Изучая это древнее излучение, мы можем получить показания о том, какой была бы постоянная Хаббла тогда, когда Вселенная началась, а затем использовать наши знания законов физики, чтобы функционально перемотать вперед и найти, какой должна быть эта постоянная Хаббла сейчас. Используя этот метод, мы получаем предсказанную постоянную Хаббла около 68 км/с/Мпк.
И это напряжение Хаббла — эти числа должны быть одинаковыми, но это не так. И когда ожидание не совпадает с наблюдением в астрономии , это означает одно из двух: что-то не так с нашими методами измерения, или что-то не так с нашим пониманием физики.
Теперь все больше и больше похоже на последнее. Недавняя статья, возглавляемая Адамом Риссом, который получил Нобелевскую премию по физике в 2011 году за открытие того, что расширение Вселенной ускоряется, и, как следствие, за открытие темной энергии, объявила, что наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба еще раз подтверждают измерения Хаббла локальной постоянной Хаббла. Согласно нашему абсолютно лучшему космическому телескопу, постоянная Хаббла составляет около 73 км/с/Мпк (что находится в пределах погрешности исходного измерения Хаббла), а не ~68 км/с/Мпк, как должно быть.
Было бы справедливо отреагировать на эту новость в духе «ну и что?». В конце концов, если свести все к минимуму, единственное, что мы обнаружили, это то, что на самом деле есть что-то, чего мы до сих пор не понимаем в расширении Вселенной .
Но волнение, стоящее за этим объявлением, вызвано тем фактом, что это новое измерение подтверждает реальность напряжения Хаббла . Это не причуда старого телескопа — это на самом деле проблема. И это означает, что это не какая-то тривиальная ссора. Есть что-то, чего мы не знаем о базовой физике, которая лежит в основе всего нашего космоса.
Учёные будут продолжать толкать, чтобы понять, что именно мы упускаем из виду, что приводит к этому несоответствию. И если судить по нашей научной истории, когда-нибудь они это поймут. И когда они это сделают, у нас на руках будет совершенно новая физика. Как волнительно.
Прочитайте что такое взгляд в будущее