НОВОЕ ОКНО В ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ
Вселенная продолжает расширяться, однако ученые сталкиваются с серьезной проблемой — различные методы измерения скорости этого процесса дают противоречивые результаты. Исследователи из Токийского университета предложили новый независимый подход, который подтверждает существование разрыва в результатах, указывая на возможность фундаментальных физико-теоретических открытий.
В течение десятилетий астрономы использовали такие "маркеры расстояний", как сверхновые, для измерения скорости расширения Вселенной. Эта величина, известная как постоянная Хаббла, составляет примерно 73 километра в секунду на мегапарсек. Это означает, что объекты, находящиеся на расстоянии 3.3 миллиона световых лет от Земли, удаляются от нас на 73 километра в секунду быстрее.
Однако возникают трудности, когда одни и те же показатели измеряются другими методами. Ученые исследуют космический микроволновый фон — древнее излучение, возникшее в результате Большого Взрыва, чтобы рассчитать ожидаемую скорость расширения Вселенной на сегодня. Этот метод показывает значение в 67 километров в секунду на мегапарсек. Разница между этими величинами и называется "напряжением Хаббла", что имеет большое значение, так как указывает на физику, которую мы еще не понимаем.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА НОВОГО ПОДХОДА
Проектный ассистент-профессор Кеннет Вонг и его команда из Исследовательского центра ранней Вселенной Токийского университета измерили постоянную Хаббла с помощью космографии с временными задержками. Этот метод полностью обходится без традиционных "маркетов расстояний". Он использует гравитационное линзирование: массивные галактики искажают свет от объектов, находящихся за ними.
Когда обстоятельства складываются идеально, один удаленный квазар (разнообразный объект, излучающий свет) появляется в виде нескольких деформированных изображений вокруг линзирующей галактики. Каждое изображение проходит другой путь к нам, и объекты достигают Земли за разное время. Наблюдая за идентичными изменениями в этих изображениях, астрономы могут измерить временные разницы между путями. В сочетании с оценками распределения массы в линзирующей галактике это позволяет определить скорость расширения Вселенной.
Команда проанализировала восемь гравитационных линз, каждая из которых состоит из массивной галактики, искажающей свет от удаленного квазара, используя данные, собранные с помощью современных телескопов, включая James Webb. Их исследование показало значение, согласующееся с показателем 73 километра в секунду на мегапарсек из наблюдений ближайших объектов, а не 67, полученных из данных о ранней Вселенной.
Если традиционные "маршрутные лестницы" или анализ космического микроволнового фона подвержены систематическим ошибкам, то новый метод должен оставаться незатронутым. Совпадение с современными наблюдениями, а не с предсказаниями ранней Вселенной, укрепляет аргументы в пользу того, что напряжение Хаббла представляет собой реальные физические явления.
ПЕРСПЕКТИВЫ И ДАЛЬНЕЙШИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Современная точность составляет около 4.5 процента. Для окончательного подтверждения напряжения Хаббла необходимо повысить точность до 1-2 процента, что требует анализа большего количества гравитационных линз и уточнения моделей распределения массы для линзирующих галактик. Наибольшая неопределенность заключается в том, как именно располагается масса внутри этих галактик, хотя исследователи основываются на профилях, соответствующих наблюдениям.
Эта работа представляет собой результат многолетнего международного сотрудничества различных обсерваторий и исследовательских команд. Если напряжение Хаббла окажется реальным, это откроет путь к новой физике и новой эпохе в космологии, что радикально изменит наше понимание эволюции Вселенной.
