Некоторые загадки в науке исчезают с более точными измерениями. Но бывает и наоборот. Это последнее – случай нового исследования, которое бросает вызов самым фундаментальным законам физики Вселенной.
Постоянная Хаббла является выражением скорости расширения Вселенной. К сожалению, для этого есть более одного решения, в зависимости от того, как оно измеряется.
Скорость расширения, рассчитанная с использованием слабого свечения, оставшегося от первого из когда-либо существовавших источников света, известного как космический микроволновый фон, составляет около 68 километров в секунду/мегапарсек. Глядя на то, как звезды и галактики удаляются от нас сегодня, это больше похоже на 73 км/сек/Мпк.
Эти два набора измерений явно не совпадают. Даже не близко. Но если бы мы ошиблись в какой-то мелкой детали, например, в истинном расстоянии до удаленных объектов, когда мы вычисляем их полет на расстояние, мог бы быть шанс, что два числа могли бы приблизиться к перекрытию.
Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) использовали данные космического корабля Gaia для перекалибровки яркости пульсирующих звезд, известных как цефеиды.
Связав известную яркость с расстоянием, а затем отыскав примеры в глубинах космоса, мы можем точно собрать шкалу для космоса. Эта калибровка является первой ступенью «космической лестницы», которая используется для расчета все больших расстояний в космосе и скорости, с которой Вселенная становится больше.
Хорошая новость заключается в том, что повышение точности помогает нам лучше вычислить постоянную Хаббла.
Есть и не очень хорошие новости. Последние данные подтверждают постоянную Хаббла или скорость расширения 73,0 ± 1,0 км/с/Мпк, что не приближает ее к альтернативному показателю 67,4 ± 0,5 км/с/Мпк.
Этот разрыв («напряжение Хаббла») в 5,6 км/с/Мпк остается серьезной проблемой – где-то что-то не так, и теперь мы уверены в этом еще больше, чем когда-либо.
«Чем больше мы получаем подтверждений точности наших расчетов, тем больше мы можем заключить: расхождение означает, что наше понимание Вселенной ошибочно, Вселенная не совсем такая, как мы думали», говорит астрофизик EPFL Ричард Андерсон.
По словам исследователей, то, как были получены новые показания, благодаря открытию новых скоплений цефеид и наблюдениям под разными углами, а также перекрестным ссылкам с другими скоплениями, можно использовать во многих других расчетах света и расстояния в космосе.
Это будет полезно даже для определения геометрии Млечного Пути в целом: как расположены элементы нашей галактики и как это соотносится с другими галактиками, находящимися дальше от нашей родной планеты.
«Высокоточная калибровка, которую мы разработали, позволит нам лучше определить размер и форму Млечного Пути как галактики с плоским диском, а также, например, ее расстояние от других галактик», говорит астрофизик Маурисио Крус Рейес из EPFL. «Наша работа также подтвердила надежность данных Gaia, сравнив их с данными, полученными с других телескопов».
