Вселенная по-прежнему хранит в себе множество загадок, и одна из самых интригующих касается скорости ее расширения

Во Вселенной еще много загадок, и одна из самых интригующих — скорость ее расширения. В течение многих лет астрономы обсуждали эту фундаментальную величину, количественно определяемую постоянной Хаббла.

Недавнее исследование Венди Фридман и ее коллег из Чикагского университета в рамках Чикагско-Чикагского проекта Хаббла (CCHP) использовало данные космического телескопа Джеймса Уэбба, чтобы пролить свет на этот вопрос. Исследование предполагает, что так называемое «напряжение Хаббла» — резкая разница между оценками скорости расширения Вселенной, полученными с помощью разных методов измерения — может не существовать.

Используя три независимых метода для анализа данных из 10 близлежащих галактик, команда рассчитала значение H0 (закон Хаббла), равное 69,96 км/с/Мпк (километров в секунду на мегапарсек). То есть каждый мегапарсек (один миллион парсеков или 3,26 миллиона световых лет)
Вселенная расширяется со скоростью 69,96 километров в секунду.

Результат особенно важен, поскольку он находится между предыдущими оценками, что потенциально сглаживает различия, которые подогревали споры о напряженности вокруг Хаббла. Если это подтвердится, это может указывать на то, что наша Стандартная модель космологии более надежна, чем опасаются некоторые ученые, и обеспечит прочную основу для нашего понимания эволюции Вселенной.

Происхождение и последствия хаббловского напряжения

Напряжение Хаббла относится к разнице между двумя основными методами измерения постоянной Хаббла.

1. Первый метод основан на наблюдениях космического микроволнового фона (CMB), остатка Большого взрыва. Значение H0, рассчитанное миссией Планк Европейского космического агентства (ЕКА) в 2013 году, составило примерно 67,4 км/с/Мпк. Если стандартная космологическая модель верна, точность этого метода должна быть в пределах 1%.
2. Второй метод использует прямые наблюдения за такими звездами, как цефеиды и близлежащие галактики. Например, использование космического телескопа Хаббла для измерения света от выборки сверхновых типа Ia с нормализованной максимальной светимостью обнаружило гораздо более высокое значение постоянной Хаббла - около 73-74 км/с/Мпк. Это означает, что Вселенная расширяется быстрее, чем предсказывают стандартные космологические модели.

Эта разница поднимает фундаментальные вопросы о нашем понимании Вселенной.

Обратите внимание: Новая военная техника позволит солдатам видеть в … полной темноте.

Если бы это было правдой, это могло бы указывать на необходимость пересмотра Стандартной модели космологии и, возможно, на существование новой физики помимо наших нынешних моделей.

Новые независимые измерения с помощью «Уэбба»

Команда CCHP использовала три отдельных метода для анализа данных JWST:

1. Переменная звезда цефеида. Эти звезды регулярно пульсируют, что позволяет использовать их в качестве «стандартных свечей» для измерения космических расстояний.

2. «Ветка красного гиганта». Этот метод использует максимальную светимость, достигаемую звездой в конце ее жизни, когда она становится красным гигантом, таким как Солнце.

3. Асимптотическое мегаветвление области J. Новый метод предполагает использование богатой углеродом звезды красного гиганта с аналогичной внутренней инфракрасной светимостью.

Значение H0, полученное методом переменных звезд цефеид, составляет 72,04 км/с/Мпк. Для эволюционировавшего красного гиганта это значение составляет 69,85 км/с/Мпк. Для богатого углеродом красного гиганта – 67,96 км/с/Мпк.

А что, если расхождений нет?

Результаты этого исследования имеют важное значение для космологии. Они приводят к двум важным соображениям.

во-первых, среднее значение, полученное тремя независимыми методами, составляет 69,96 км/с/Мпк, что согласуется со стандартной космологической моделью. Это означает, что на основе результатов, полученных этими независимыми методами, нет убедительных доказательств существования хаббловского напряжения.

Если это подтвердится, это будет означать, что Стандартная модель нашей Вселенной действительно может быть правильной, что избавит от необходимости постулировать новую физику или полностью изменить наше понимание эволюции Вселенной.

Однако измерения цефеид продолжают усиливать напряженность. Даже используя сверхновые типа Ia в качестве «стандартных свечей», оценки, полученные этим методом, на самом деле не так согласуются (в пределах погрешности) с другими измерениями, как это было в прошлом».

В связи с этим авторы исследования подчеркивают необходимость дальнейших наблюдений и анализов и намерены сосредоточить последующие измерения исключительно на цефеидах.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Вселенная по-прежнему хранит в себе множество загадок, и одна из самых интригующих касается скорости ее расширения.