Питання вимірювання значення швидкості розширення Всесвіту став ще заплутаніше

Ми ще далеко не все знаємо про Всесвіт, проте нам точно відомо, що гравітація, наявна в ній, – це саме те явище, яке дозволяє Всесвіту залишатися єдиним цілим. Більше того, близько 85 відсотків цієї гравітації створюється так званої темною матерією, яку ми не можемо побачити або відчути. Крім темної матерії у Всесвіті є темна енергія. Вона представлена силою, яку ми теж не можемо виявити безпосередньо. Однак ми знаємо, що саме завдяки темної енергії Всесвіт розширюється, причому розширюється з прискоренням.

Короткий екскурс в специфіку будови Всесвіту закінчено, тому переходимо власне до самої важливої інформації. Нові розрахунки показують, що ми можемо помилятися щодо питання швидкості, з якою прискорюється процес розширення Всесвіту. Команда вчених з американського агентства NASA і Європейського космічного агентства (ЄКА) опублікували нові дані вимірювання постійної Хаббла – показника, який вказує на швидкість розширення Всесвіту. Більш точні дані відповідають нещодавно отриманими, але з допомогою інших інструментів, проте суперечать тим, які були отримані при спостереженні за самими далекими рубежами спостережуваного Всесвіту. Як ви самі розумієте, такий стан справ створює для вчених додатковий головний біль в питанні вибору правильного шляху встановлення фактів нашого Всесвіту.

Вчені вже досить давно намагаються точно виміряти постійну Хаббла і швидкість, з якою розширюється Всесвіт. Новий виток досліджень і спостережень бере свій початок ще з 1950-х. На той момент вчені підрахували, що її значення знаходяться десь між 50 і 100 кілометрами в секунду на мегапарсек космосу. Іншими словами, галактики, розташовані в 3,3 мільйона світлових років від нас віддаляються від нас зі швидкістю 50-100 кілометрів в секунду.

У минулому році було проведено два дослідження постійної Хаббла. Одне дослідження проводилося з допомогою космічної обсерваторії «Планк» Європейського космічного агентства. Крім того, у цій роботі використовувалися телескопи обсерваторії Кека, Дуже Великий Телескоп Європейської Південної Обсерваторії, телескоп «Субару», телескопи «Джеміні», телескоп імені Віктора Бланко, телескоп Канада-Франція-Гаваї, а також космічний телескоп «Спітцер» і в деяких випадках ряд інших. Вчені намагалися з'ясувати значення постійної Хаббла допомогою спостереження за реліктовим випромінюванням («відлуння» Великого вибуху).

Друге дослідження проводилося за допомогою космічного телескопа «Хаббл». З допомогою нього велося спостереження за більш близько розташованими (тобто більш молодими) до нас зірок і наднових. В результаті обох досліджень з'ясувалося, що показники значення постійної Хаббла різняться. Для фізиків, які виявили це відкриття стало справжнім відкриттям, адже різниця в показниках може говорити про те, що в розумінні одного з фундаментальних властивостей космосу є суттєва помилка.

Для перевірки результатів було проведено третє незалежне дослідження. Роботу проводила група астрономів з колаборації H0LiCOW з допомогою іншого обладнання. Дослідження показало, що дані, отримані за допомогою телескопа Хаббла, є вірними. Вчені проводили вимірювання постійної Хаббла за допомогою спостереження за ефектом гравітаційного лінзування. Вони спостерігали за тим, як гравітація примушує світло далеких галактик звиватися навколо квазарів — над'яскравих енергетичних об'єктів в центрах галактик, розташованих перед спостережуваними об'єктами. Яскравість квазарів змінюється протягом часу, тому вчені можуть бачити різні копії одного і того ж об'єкта, але з різним ефектом мерехтіння. Затримки між цими мерцаниями допомагають астрономам віднімати відстань, яку необхідно пройти світла. Завдяки цьому в кінцевому підсумку можна вичитати значення постійної Хаббла.

Астрономами групи H0LiCOW було встановлено, що значення постійної Хаббла становить 71,9±2,7 кілометра в секунду на мегапарсек. Роком раніше, команда, яка працювала з космічним телескопом «Хаббл», встановила це значення в 73,24±1,74 кілометра в секунду на мегапарсек. Дані, які були отримані за допомогою космічної обсерваторії «Планк», прийняті за найбільш точне вимірювання постійної Хаббла, вказують на значення 66,93±0,62 кілометра в секунду на мегапарсек.

Який з цього можна зробити висновок? Незважаючи на те, що значення постійної Хаббла, отримане завдяки космічної обсерваторії «Планк», найкращим чином підходять для нашого розуміння космічного простору, воно значно різниться з отриманими значеннями інших груп астрономів, які досліджували питання «під іншим кутом», і вказує на істотне розбіжність з прийнятою в даний час теоретичною моделлю Всесвіту. Вимірювання швидкості розширення Всесвіту тепер може проводитися різними способами і з дуже високою точністю, але при цьому викликати невідповідності між собою, цілком можливо, вказуючи таким чином на нову фізику, що лежить поза наших сучасних знань про космос.

Що ж стосується самої важливості вимірювання коефіцієнта швидкості розширення Всесвіту, то вона очевидна. Цей коефіцієнт може допомогти вченим підтвердити або спростувати правильність нашого уявлення про Всесвіт у цілому: чи справді вона складається з темної матерії і темної енергії, а також звичайного речовини, або ж головний принцип полягає в чомусь іншому.