Хаббл приблизился к открытию новой физики в расширении Вселенной

26 Апреля 2019

МОСКВА, 26 апреля. Астрономы точно измерили расстояние до пульсирующих звезд в соседней галактике и подтвердили, что Вселенная сейчас расширяется оперативнее, чем об этом отмечают наблюдения за эхом Большого Взрыва. Результаты замеров Хаббла, указывающие на наличие новой физики, были опубликованы в Astrophysical Journal.

Открытие расхождений в значении постоянной Хаббла – кажется, самое интересное событие в космологии за последние десятилетия. Его статистическая значимость очень быстрого росла и теперь его обычного нельзя отмести как погрешность измерений. Этот разрыв не мог появиться в наших данных по случайности, — заявил Адам Рисс (Adam Riess) из университета Джона Гопкинса (США).

Темные дела

Еще в 1929 году знаменитый астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша Вселенная не стоит на месте, а постепенно увеличивается, наблюдая за движением дальних от нас галактик. В конце 20 века астрофизики настукали, наблюдая за сверхновыми первого типа, что она увеличивается не с постоянной скоростью, а с ускорением.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, является темная энергия – таинственная субстанция, заставляющая пространство-время падать все быстрее и быстрее.

В июне 2016 года, нобелевский лауреат Адам Рисс и его коллеги, открывшие этот феномен, вычислили точную скорость расширения Вселенной сегодня, используя переменные звезды-цефеиды в Млечном Пути и в соседних галактиках, расстояние до которых можно вычислить со сверхвысокой точностью. 9 января, 15:07Физики нашли следы новых частиц в аномальном расширении Вселенной

Это уточнение дало крайне неожиданный результат – оказалось, что две вселенной, разделенные расстоянием примерно в 3 миллиона световых лет, разлетаются со скоростью около 73 километров в секунду.

Подобная цифра пребывала на 9% выше, чем показывают данные, полученные при помощи орбитальных телескопов WMAP и Planck – 69 километров в секунду, и ее просто нереального объяснить при помощи имеющихся у нас представлений о природе темной энергии и механизме рождения Вселенной.

Эти расхождения заставили космологов задуматься о двух возможных путях объяснения этой аномалии. С одной страны, вполне возможно, что замеры Планка или Рисса и его коллег являются ошибочными или неполными. С другой — вполне допустимо и то, что в ранней Вселенной могла существовать и третья темная субстанция, отличная от темной материи и энергии, а также то, что последние могут быть нестабильными и постепенно делиться.

Столкнувшись с этой проблемой, Рисс и его коллеги начали перепроверять свои собственные выкладки, используя Хаббл для наблюдений за цефеидами в соседней с нами вселенной, Большом Магеллановом Облаке.

Их главная задача состояла в том, чтобы точнее измерить расстояние до этих звезд и доказать, что скорости их движения действительно были выше, чем пророчат данные по свойствам эха Большого Взрыва. Осознавая важность этой задачи, НАСА разрешило звездочётам напрямую управлять работой гироскопов рефлектора для повышения стабильности картинки. Окно в мир новой физики

В этом им помог специальный алгоритм управления работой Хаббла и его инфракрасной камерой, созданный два года назад научной командой телескопа, позволивший ученым почти мгновенно нацеливаться на цефеиды в Большом Магеллановом Облаке в рамках одного и того же цикла наблюдений. Благодаря этому Рисс и его коллеги смогли проследить сразу за 70 цефеидами, не отнимая достаточно много месяцев наблюдений у других ученых. 8 августа 2018, 13:04 Хаббл раскрыл новые странности в скорости расширения Вселенной

Когда Хаббл точно нацеливается на какой-то объект в мире, используя уже известные участи в качестве ориентира, он может проследить только за одной цефеидой за всю свою орбиту. Вместо этого мы отыскали группы этих звезд, которые были расположены друг к приятелю так близко, что мы могли переключаться между ними, не перенаправляя телескоп, — объясняет Стефано Казертано (Stefano Casertano), член научной команды Хаббла.

Подобный трюк позволил ученым повысить качество замеров расстояния до цефеид почти в два раза, с 2, 5% до 1, 3%, что ни с того ни с сего повысило точность оценки постоянной Хаббла. Ее значение не изменилось в меньшую сторону и она даже несколько выросла, достигнув отметки в 74 километра в секунду.

Что самое важное, эти замеры, как напирает Рисс, достигли статистической значительности в 4, 4 сигма. Это означает, что опасность случайной ошибки при проведении наблюдений составляет один на сто тыщ – столь удачное совпадение, по мнению астрофизика, крайне маловероятно. Повышение точности замеров до 1%, пояснил ученый, полностью закроет этот урок.

Почему это так, космологи и астрофизики до сих пор не могут сказать. С одной стороны, ученые разрешают, что в ранней Вселенной существовала еще одна форма темной энергии, заставившая ее увеличиваться быстрее, чем она это делала во времена Большого Взрыва. С другой, Рисс и его коллеги не выключают того, что темная материя может сильнее взаимодействовать с заметной материей и темной энергией, чем мы считаем раньше.

Современные космологические модели подразумевают, что бегущие темпы расширения Вселенной должны совмещаться с теми значениями, которые были вычислены по микроволновому фоновому излучению. Соответственно, наличие расхождений будет указывать на существование новой физики. В минувшем, теоретики постоянно говорили мне, что это невозможно, так как подобное нововведение развалит все их теории. Теперь они думают, что нам придется это сделать, — заключает Рисс. 1 февраля 2018, 11:55Российские физики решили главную космологическую загадку десятилетия

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Хаббл приблизился к открытию новой физики в расширении Вселенной

комментарии (0)

Другие интересные новости

"Веселый солдат": почему Виктор Астафьев - один из главных писателей