Напряжению Хаббла найдено объяснение? Не так быстро, заявляет группа ученых.
Вселенная расширяется с ускорением. Так называемое напряжение Хаббла указывает на скорость этого расширения, и существует несколько способов его измерения. Но есть одна большая проблема: основные методы дают совершенно разные результаты. Это история о напряжении Хаббла, бросающем вызов всему, что мы знаем (и даже тому, чего не знаем) о Вселенной.
Два основных подхода к определению скорости расширения следующие: можно измерить космическое микроволновое фоновое излучение (реликтовое излучение), первый свет, появившийся во Вселенной примерно через 400 000 лет после Большого взрыва. Или можно измерить расстояния до множества галактик и скорость, с которой они кажутся удаляющимися от нас из-за расширения пространства.
Первый метод дает значение 67,4 километра в секунду на мегапарсек. Эта единица измерения может показаться странной. Она означает, что если две галактики находятся на расстоянии 1 мегапарсек (3,26 миллиона световых лет) друг от друга, то из-за расширения Вселенной они кажутся удаляющимися друг от друга со скоростью 67,4 километра в секунду. Второй метод, основанный на расстояниях до галактик, дает значение 72,8 километра в секунду на мегапарсек. Погрешности измерений в обоих случаях малы и не пересекаются.
Космический телескоп “Хаббл” стал источником эпопеи о напряжении Хаббла; его наблюдения сыграли ключевую роль в этом вызове. Астрономы используют его преемника, космический телескоп “Джеймс Уэбб” (JWST), чтобы подтвердить или опровергнуть эти данные.
Группа ученых под руководством нобелевского лауреата Адама Рисса использовала самый большой массив данных JWST для более точной оценки постоянной Хаббла и снова обнаружила, что противоречие сохраняется. Данные JWST, хотя и с большей погрешностью, указывают на скорость расширения 72,6 километра в секунду на мегапарсек.
«Измерения JWST дают те же результаты, что и телескоп “Хаббл” для одних и тех же объектов, поэтому это укрепляет аргументы в пользу противоречия, поскольку исключает возможность того, что оно было вызвано ошибкой в измерениях “Хаббла”», — заявил профессор Рисс из Университета Джона Хопкинса.
Ранее в этом году работа, проведенная профессором Венди Фридман из Чикагского университета и ее командой, использовала данные JWST для оценки скорости расширения и получила значение, находящееся между данными “Хаббла” и реликтового излучения. Это не было воспринято как окончание дискуссии, но дало некоторую надежду на то, что, возможно, истина где-то посередине.
Фридман заявила, что для получения дополнительных данных необходимы дальнейшие наблюдения JWST; эта новая работа включает данные Фридман и другие наблюдения. Вполне возможно, что небольшие выборки похожих или пересекающихся объектов могут давать разные средние значения и большие погрешности. Это известно как дисперсия выборки.
“Вот полезная аналогия: вы пытаетесь измерить скорость движения транспорта на шоссе. Вы используете радар, чтобы измерить скорость нескольких автомобилей и получить среднее значение. Кто-то использует другой радар. Когда они измеряют скорость тех же самых машин, они получают то же среднее значение. Это то, что произошло с JWST и “Хабблом”, и это подтверждает данные “Хаббла””, — пояснил профессор Рис. — “Однако, если бы вы с другим наблюдателем измерили скорость другой группы автомобилей, и обе выборки были бы небольшими, то вы могли бы увидеть различия. Решение — измерить большую выборку (чтобы уменьшить дисперсию выборки) или сравнить одни и те же автомобили (яблоки с яблоками), чтобы перепроверить радары.”
Данные JWST сами по себе имеют большие погрешности, и хотя согласованность с данными “Хаббла” усиливает аргументы, потребуется собрать больше данных от еще более далеких галактик, чтобы укрепить это утверждение. Немногие другие методы смогли поддержать одну или другую сторону. Возможно, что ни один из подходов, или ни оба сразу, не оценивают свою погрешность правильно, и ответ лежит где-то посередине. Или, возможно, наша теория Вселенной нуждается в корректировке. Так где же ошибка – в звездах или в нас самих?
«Несоответствие между наблюдаемой скоростью расширения Вселенной и предсказаниями стандартной модели предполагает, что наше понимание Вселенной может быть неполным. Теперь, когда два флагманских телескопа NASA подтверждают выводы друг друга, мы должны отнестись к этой проблеме [напряжению Хаббла] очень серьезно — это не только вызов, но и невероятная возможность узнать больше о нашей Вселенной», — заявил профессор Рисс.
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Читайте также: Что произошло, когда телескоп “Хаббл” 100 часов смотрел на “ничто”?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.