В 1920-х годах Эдвин Хаббл сделал эпохальное открытие о постоянном расширении Вселенной, первоначально предсказанное как следствие теории относительности Эйнштейна. Измерение скорости этого расширения высчитывается с помощью коэффициента, названного постоянной Хаббла. Сегодня при помощи телескопов нового поколения, такими как космический телескоп Hubble, астрономы перепроверили этот коэффициент много раз.
Измерения подтвердили, что скорость расширения Вселенной постоянно возрастает, хотя учёные всё ещё не уверены, почему. Последние измерения получены международной командой на основе данных телескопа Hubble, которые затем сравнили с данными, полученными в обсерватории Европейского космического агентства (ESA) Gaia. Эти результаты стали наиболее точными измерениями постоянной Хаббла на сегодняшний день, хотя вопросы о космическим ускорении всё ещё остаются.
Исследование, описывающее полученные выводы, было опубликовано в 12-м выпуске журнала Astrophysical Journal. В команду вошли члены Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScl), университета Джонса Хопкинса, Национального института астрофизики (INAF), Калифорнийского университета в Беркли, Техасского университета A&M и Европейской Южной обсерватории (ESO).
С 2005 года Адам Рисс – профессор, лауреат Нобелевской премии из Института исследований космоса с помощью космического телескопа и университета Джона Хопкинса – работает над уточнением значения постоянной Хаббла путём совершенствования “шкалы расстояний в астрономии”. Вместе со своей командой он уменьшил неопределённость, связанную со скоростью космического расширения, до 2,2%.
“Шкала расстояний в астрономии” используется для измерения расстояний во Вселенной. Она опирается на маркеры расстояния, такие как цефеиды – пульсирующие звёзды, расстояние до которых выводится сопоставлением их характеристической и видимой яркости. Эти измерения затем сравниваются с растяжением света от далёких галактик, и таким образом определяется скорость расширения пространства между галактиками.
Другим методом измерения скорости расширения пространства является наблюдение космического микроволнового фона (реликтового излучения) и вычисление скорости расширения ранней Вселенной (около 378,000 лет после большого взрыва). Затем выводы переносятся на современную Вселенную. Вместе эти измерения показывают общую картину расширения с течением времени.
Однако результаты двух этих способов не совпадают. В предыдущем исследовании Рисс и его команда провели измерения с помощью телескопа Hubble и получили значение постоянной Хаббла, равное 73 км/с на мегапарсек (3,3 млн световых лет). Между тем, результаты, основанные на данных космической обсерватории ESA «Планк» (которая наблюдала реликтовое излучение в период между 2009 и 2013), предсказали, что значение постоянной Хаббла сейчас должно быть 67 км/с на мегапарсек и не выше 69 км/с. Расхождение данных Hubble и ESA составляет 9%.
Рисс и его коллеги с помощью телескопа Hubble измерили яркость удалённых цефеид, в то время как Gaia предоставил информацию о параллаксе – изменении положения объектов при наблюдении их с разных точек зрения. Gaia также измерил расстояния до 50 цефеид Млечного Пути, которые были объединены с данными, полученными телескопом Hubble.
Более точное изучение цефеид Млечного Пути позволило астрономам использовать внегалактические цефеиды в качестве маркеров. Рисс и его коллеги смогли уточнить скорость расширения до 73,5 км/с на мегапарсек.
В будущем команда Рисса надеется продолжить работу с Gaia и уменьшить неопределённость, связанную со значением постоянной Хаббла, до 1% к началу 2020-х годов. В то же время расхождение между современной скоростью расширения и измерениями, основанными на реликтовом излучении, всё ещё остаётся загадкой для астрономов.
В конце концов, может оказаться, что в нашей Вселенной действуют другие законы физики, что тёмная материя взаимодействует с обычной не так, как мы представляем, или что тёмная энергия может быть даже более странной, чем считалось ранее. Независимо от причины, у Вселенной всё ещё есть сюрпризы для нас!
Источник: universetoday.com
Перевод: Ольга Шатерникова