Астрономи уточнили значення постійної Хаббла і виявили, що Всесвіт розширюється трохи швидше, ніж належало. Це може змінити наші погляди на її еволюцію.
Нобелівський лауреат з фізики 2011 року Адам Рісс, один з першовідкривачів прискореного розширення Всесвіту і темної енергії, знову в центрі уваги. Використовуючи дані космічного телескопа «Хаббл», астрономи під його керівництвом уточнили постійну Хаббла і виявили, що Всесвіт розширюється ще швидше, ніж вважалося раніше. Це може говорити про суттєву роль в її еволюції ще однієї гіпотетичної темної складової - темного випромінювання. Присвячена цьому дослідженню стаття з'явиться в наступному випуску The Astrophysical Journal. Поки з препринтом статті можна познайомитися за посиланням.
Постійна або параметр Хаббла (Н) - коефіцієнт пропорційності між швидкістю далеких галактик і відстанню до них в законі Хаббла, відкритому в 1929 році. Для її знаходження необхідно визначити з достатньою точністю відстані до галактик. З цією метою астрономи використовують зірки, яскравість яких вони знають з фізичної моделі процесів, що відбуваються на них. Порівняючи модельну яскравість з тією, яку астрономи спостерігають насправді, можна визначити відстань до зірки, а значить і галактики, де вона розташована.
У першу чергу використовуються так звані цефеїди, зірки зі змінною світністю, яка залежить від періоду їх пульсацій. Іншу групу зірок утворюють наднові типу Ia, що представляють собою термоядерний вибух білого карлика в системі подвійної зірки. Їх максимальна яскравість після спалаху завжди однакова, оскільки досягається при досягненні певної критичної маси. Менший розрахунковий блиск цих наднових у далеких галактиках дозволив Адаму Ріссу, Солу Перлмуттеру і Брайану Шмідту 1998 року відкрити прискорене розширення Всесвіту, яке було пояснено негативним тиском темної енергії. До цього розширення Всесвіту вважалося уповільненим через гравітаційну дію звичайної і темної матерії.
Цього разу астрономи спостерігали довколишні галактики, що містять обидва ці види зірок. Були вирахувані відстані до приблизно 2400 цефеїд і 300 наднових типу Ia в 19 галактиках. Крім того, завдяки коротким відстаням дослідники відкалібрували метод, використовуючи визначення відстаней до найближчих цефеїд у тому числі з Чумацького шляху за допомогою паралакса (при цьому знаходяться напрямки на зірку з різних місць орбіти Землі і вирішується геометричне завдання). Це дозволило поліпшити точність визначення постійної Хаббла з 3,3% до 2,4%. Уточнене її значення становить 73,2 кілометрів на секунду на мегапарсек (3,26 мільйона світлових років). Це означає, що віддалені на один мегапарсек галактики будуть віддалятися один від одного зі швидкістю 73,2 км/с, а відстань між ними подвоїться через 9,8 мільярдів років.
Однак отримана величина Н на 5-9% вища, ніж було розраховано раніше, виходячи з уявлень про початковий етап розвитку Всесвіту після великого вибуху, отриманих з експериментальних спостережень реліктового випромінювання зондом WMAP (НАСА) і телескопом «Планк» (ESA). Це означає, що швидкість розширення Всесвіту більше, ніж вважали до цього.
Існує кілька можливих пояснень збільшеної швидкості розширення Всесвіту. Один з них полягає в тому, що темна енергія розштовхує галактики один від одного з більшою, або навіть зростаючою, силою. Інша ідея полягає в тому, що на ранній історії Всесвіту вона містила «темне випромінювання» - нові субатомні частинки, що рухаються зі швидкостями близькими до швидкості світла. Додаткова енергія, отримана від цих частинок, дозволить пояснити отриманий результат. Можливо, якимись несподіваними характеристиками володіє темна матерія, основна складова Всесвіту. І, нарешті, отриманий результат може свідчити про неповноту теорії гравітації Ейнштейна.
Відповідь на питання про те, який з варіантів відповідає дійсності, дадуть подальші дослідження. А автори роботи збираються продовжити спостереження і довести точність визначення постійної Хаббла до 1%.
За матеріалами НАСА