Астрономы определили скорость расширения Вселенной с точностью в 1,9%

Москва, 21:08, 25 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

На очень больших и очень малых уровнях гравитация не работает так, как должна. На очень большом уровне, вместо сокращения, Вселенная расширялась и ускорялась.

Измерения для определения скорости расширения Вселенной с течением времени известны как константа Хаббла. Она была определена космической «лестницей расстояний», рассчитанной путем наблюдения пульсирующих звезд, называемых переменными Цефеидами, в соседней галактике, известной как Большое Магелланово Облако, на расстоянии 162000 световых лет.

При определении расстояний до галактик, которые все дальше и дальше, эти переменные Цефеиды используются в качестве маркеров.

Но поскольку измерения стали более точными, их расчет константы Хаббла оставался несовместимым с ожидаемой величиной, полученной из наблюдений за расширением ранней Вселенной. Наблюдения проводились спутником Планка Европейского космического агентства. Эти измерения отображают остаточное послесвечение Большого взрыва, известного как Космический микроволновый фон, который помогает ученым предсказать, как ранняя Вселенная, вероятно, эволюционировала бы в скорости расширения, которую астрономы могут измерить сегодня.

Большое Магелланово Облако — спутниковая галактика Млечного Пути. Когда гравитация Млечного Пути мягко воздействует на газовые облака соседа, они разрушаются, образуя новые звезды. В свою очередь, они освещают газовые облака в калейдоскопе цветов, видимых на этом изображении с космического телескопа Хаббла НАСА, ЕКА.

Но это были явно неточные оценки. До запуска космического телескопа Хаббла в 1990 году оценки константы Хаббла различались в два раза. Затем телескоп Хаббл был использован для уточнения Внегалактической шкалы расстояний с точностью до 10 процентов, выполняя одну из ключевых целей телескопа. В 2016 году астрономы, использующие Хаббл, обнаружили, что Вселенная расширяется на пять-девять процентов быстрее, чем рассчитывалось ранее, путем уточнения измерения константы Хаббла и дальнейшего снижения неопределенности всего до 2,4 процента.

Новое исследование уменьшило неопределенность постоянной константы Хаббла до 1,9 процента. Новая оценка константы Хаббла составляет 74,03 километра в секунду на мегапарсек. Число указывает на то, что Вселенная расширяется со скоростью примерно на 9 процентов быстрее, чем подразумевается в наблюдениях Планка за ранней Вселенной, что дает значение постоянной Хаббла 67,4 километра в секунду на мегапарсек.

В результате вероятность того, что это несоответствие между измерениями сегодняшней скорости расширения Вселенной и ожидаемой величины, основанной на раннем расширении Вселенной, является случайностью, и составляет всего 1 на 100000, что является существенным улучшением по сравнению с предыдущей оценкой в ​​прошлом году, равной 1 на 3000.

Чтобы прийти к такому выводу, ведущий исследователь и нобелевский лауреат Адам Рисс из Научного института космического телескопа (STScI) и его команда проанализировали свет от 70 переменных Цефеид в Большом Магеллановом Облаке. Поскольку эти звезды светятся и тускнеют с предсказуемой скоростью, а периоды этих изменений дают нам светимость и, следовательно, расстояние, астрономы используют их как космические вехи. Команда Рисса использовала эффективную технику наблюдения под названием «Дрифт и сдвиг» (DASH), используя Хаббл в качестве камеры «наведи и снимай», чтобы быстро фотграфировать яркие звезды. Это позволяет избежать более трудоемкого этапа фиксации телескопа направляющими звездами для наблюдения за каждой звездой. Результаты были объединены с наблюдениями, сделанными Проектом Араукария, сотрудничеством между астрономами из учреждений в Европе, Чили и Соединенных Штатах, чтобы измерить расстояние до Большого Магелланова Облака, наблюдая затемнение света, когда одна звезда проходит перед ее партнером в бинарной звездной системе.

Поскольку космологические модели предполагают, что наблюдаемые значения расширения Вселенной должны быть такими же, как те, которые определены по космическому микроволновому фону, для объяснения несоответствия может потребоваться новая физика. Различные сценарии были предложены для объяснения несоответствия, но окончательный ответ еще не получен. до сих пор необнаружимая форма материи, известная под общим термином «темная материя», может взаимодействовать с нормальной материей сильнее, чем считали ранее астрономы. Или, возможно, это сопровождается гораздо более загадочным общим термином «темная энергия», по существу непознаваемой формой энергии, которая пронизывает пространство, ответственной за ускорение расширения Вселенной.