Швидкість розширення Всесвіту виявилася вищою, ніж очікувалася

Результати нового дослідження американськихастрономів, опубліковані в журналі Astrophysical Journal Letters, вказують на те, що Всесвіт розширюється приблизно на 10 відсотків швидше, ніж очікувалося виходячи зі спостережень, що проводилися космічним телескопом «Планк», що може говорити про необхідність нової фізики, яка дозволить вченим краще розуміти космос і що відбуваються в ньому явища, повідомляє Space.com. З препринтом роботи можна вільно ознайомитися в онлайн репозиторії наукових статей arXiv.org.

Імовірність того, що це невідповідність є простою випадковістю, скоротилося з одного тритисячної до однієї стотисячної, відзначають вчені.

«Ця невідповідність досягло точки, коли назватийого випадковістю вже не можна », - коментує глава дослідження Адам Рісс, професор фізики і астрономії Університету Джонса Хопкінса в Балтіморі (США).

«Це зовсім не те, що ми очікували», - додаєРісс, який в 2011 (разом з іншими фізиками Брайаном Шмідтом і Солом Перлмуттером) отримав Нобелівську премію з фізики за доказ прискореного розширення Всесвіту і розробку надточних методів вимірювання відстаней.

Вчені і раніше не можуть зрозуміти, що самепідвищує швидкість розширення Всесвіту, однак багато астрономів припускають, що винуватцем цього є загадкова відразлива сила під назвою темна енергія.

Дана ілюстрація демонструє три основнихкроку, які астрономи використовують для розрахунку швидкості розширення Всесвіту в часі. Це значення називається Постійної Хаббла. Всі кроки включають в себе побудову ступенів «космічної дистанційній сходи», починаючи з вимірювання точних відстаней до найближчих галактик, а потім переміщаючись до галактик все далі і далі. Ця «сходи» представляє собою серію вимірів різних типів астрономічних об'єктів зі своїми показниками світності, які можуть використовуватися для розрахунку відстаней

У новому дослідженні Рісс разом з колегамивикористовував дані космічного телескопа «Хаббл», що містять інформацію про спостереження за 70 цефеидами (зірками зі змінною яскравістю) в Великій Магеллановій Хмарі, галактиці, що є сусідами з нашим Чумацьким Шляхом. Для астрономів цефеїди є свого роду маяками, завдяки залежності період-світність, цефеїди використовуються як еталони світності при визначенні відстаней до віддалених об'єктів.

Іншим «орієнтиром» для обчислень за швидкістюрозширення Всесвіту можуть виступати наднові типу Ia, світло яких розтягується по мірі того, як простір, яке він долає, розширюється. Однак головна проблема полягає у визначенні точного відстані до цих зірок. Вивчення і спостереження саме за цими зірками дозволило Риссу, Шмідту і Пермуттера отримати Нобелівську премію.

Рісс з командою також включили в свої розрахунки,отримані в ході проекту «Араукария», в ході якого вчені з США, Європи та Чилі проводили спостереження за подвійними зоряними системами галактики Великої Магелланової Хмари, відзначаючи «затемнення» зірок, які виникали тоді, коли одне світило проходило перед своїм сусідом. Ця робота забезпечила для Рісса і його колег додаткову інформацію про відстані до зірок, надавши вченим допомогу в розумінні внутрішньої яскравості цефеїд.

Озброївшись даними, дослідники використовувалиїх для розрахунку поточної швидкості розширення Всесвіту - значення, яке прийнято називати Постійної Хаббла. Свою назву вона отримала на честь знаменитого американського астронома Едвіна Хаббла в 20-х роках минулого століття. В результаті дослідники отримали нове значення постійної Хаббла в 74,03 кілометра в секунду на мегапарсек (1 мегапарсек дорівнює приблизно 3,26 мільйона світлових років), що більше константи, виведеної з спостережень реліктового випромінювання і рівною 67 кілометрів в секунду на мегапарсек. Це означає, що швидкість віддалення галактик від нас збільшується майже на 74 кілометри в секунду, а не на 67, як було прийнято вважати раніше. Заковика в тому, що саме попереднє значення враховується у всіх наших моделях, які описують і вік Всесвіту, і її склад, а також в фундаментальних законах фізики.

За словами команди Рісса, максимальна похибкаїх розрахунків може становити всього 1,9 відсотка - найнижча на даний момент. Наприклад, в дослідженнях 2001 року похибка розрахунків становила близько 10 відсотків, а даних за 2009 рік йшлося про похибки в 5 відсотків.

Нова оцінка швидкості розширення Всесвіту сильносуперечить значенню константи Хаббла, отриманого телескопом «Планк» Європейського космічного агентства, за допомогою якого проводилися дослідження космічного фонового випромінювання, залишеного після Великого вибуху, який згідно найбільш популярному науковому думку, породив наш Всесвіт близько 13,82 мільярда років тому.

«Це не просто два неузгоджених експерименту. Ми вимірюємо щось принципово різний. У першому випадку мова йде про вимірювання того, наскільки швидко розширюється видима сьогодні Всесвіт, а в другому мова йде про передбачення, заснованому на фізиці ранньому Всесвіті і даних про те, як швидко вона повинна розширюватися. Якщо ці значення не збігаються, з'являється дуже велика ймовірність того, що ми втрачаємо щось в космологічної моделі, яка пов'язує дві епохи », - робить висновок Рісс.

Обговорити новину можна в нашому Telegram-чаті.