24 мая 2022

Телескоп Hubble провёл самое точное на сегодняшний день измерение скорости расширения Вселенной

Телескоп Hubble

Ученые-астрономы НАСА опубликовали результаты последних исследований, которые они назвали самым выдающимся достижением за всю историю телескопа Hubble. Проведя анализ данных, собранных телескопом за 30 лет, ученые произвели самые точные на сегодняшний день измерения скорости расширения нашей Вселенной.

Благодаря постоянным наблюдениям за самыми далекими космическими объектами, ученым-астрономам уже достаточно давно известен факт, что наша Вселенная расширяется. К таким выводам ученые пришли, наблюдая за удаляющимися от нас галактиками, чем дальше они находятся, тем быстрее они от нас удаляются. Скорость, с которой они двигаются относительно их удаления от нас, является константой, известной под названием постоянной Хаббла, и измерение значения этой постоянной было одной из основных задач телескопа, в честь которого постоянная получила свое название.

Для измерения значения постоянной Хаббла ученые измеряют расстояния до объектов, яркость которых известна с достаточно высокой точностью. Для относительно недалеких объектов в нашей или в соседних галактиках роль маркера для измерения расстояний играют цефеиды, звезды, пульсирующие определенным и предсказуемым образом. На больших расстояниях в роли маркеров выступают взрывы сверхновых типа Ia, космические взрывы с четко известной пиковой яркостью.

Измерения расстояний до упомянутых выше космических объектов, постоянно производимые в течение нескольких последних десятилетий, позволили ученым вычислить значение постоянной Хаббла, которая до последнего времени была равна приблизительно 70 км в секунду на мегапарсек. По существу, если галактика, удаленная от нас на один мегапарсек (3,3 миллиона световых лет), удалится от нас еще на один мегапарсек, то скорость ее удаления увеличится еще на 70 километров в секунду.

В своих последних исследованиях ученые собрали новый всесторонний каталог, в который вошло 42 галактики, содержащие звезды-цефеиды и сверхновые типа Ia, и на основе имеющихся данных произвели новое и самое точное на сегодняшний день вычисление значения постоянной Хаббла. Это новое значение составило 73 плюс-минус 1 км в секунду на мегапарсек. Точность этого измерения составляет 1.4 процента, что намного точнее всех других измерений сделанных ранее.

Используя обновленное значение постоянной Хаббла, ученые теперь могут подкорректировать существующие космологические модели, что позволит более точно определить возраст Вселенной и дать более точные прогнозы того, что ожидает ее в далеком и не очень далеком будущем.

Однако, самая главная загадка истории с постоянной Хаббла так и остается актуальной, несмотря на полученное новое значение. Согласно Стандартной космологической модели, Вселенная должна расширяться несколько медленнее, а значение постоянной Хаббла должно составлять 67.5 км в секунду на мегапарсек. Такие прогнозы были сделаны в свое время путем наблюдений за микроволновым космическим фоновым излучением, которое является отголосками Большого взрыва. При этом, это несоответствие практически незаметно на небольших расстояниях, но с увеличением расстояний оно увеличивается, даже если принимать в расчет процесс ускорения расширения Вселенной.

Самым простым и легким объяснением этому несоответствию является предположение, что кто-то из ученых допустил ошибку. Но, что достаточно странно, что оба варианта верны, каждый из них тщательно проверен и не один раз. Сейчас астрономы предполагают, что причина несоответствия может скрываться в каких-то неизвестных пока науке физических процессах или явлениях. И, вполне возможно, что разгадка этой тайны уже не за горами, а ключом к ней является новый космический телескоп James Webb Space Telescope, который будет в состоянии изучить маркеры с большей разрешающей способностью и измерить расстояния с большей точностью, чем Hubble.