|
Хаббловского напряжения может и не быть
|
|
|
|
Мы многое знаем о нашей Вселенной, но астрономы все еще спорят о том, насколько быстро она расширяется. На самом деле, за последние два десятилетия два основных способа измерения этого числа, известного как "постоянная Хаббла", дали разные ответы, что заставило некоторых задуматься, не упущено ли чего—то в нашей модели устройства Вселенной. Но новые измерения, проведенные мощным космическим телескопом Джеймса Уэбба, похоже, указывают на то, что конфликта, также известного как "напряженность Хаббла", может и не быть.
|
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal и доступной в настоящее время на сервере препринтов arXiv, космолог Чикагского университета Венди Фридман и ее коллеги проанализировали новые данные, полученные мощным космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА. Они измерили расстояние до 10 близлежащих галактик и получили новое значение скорости, с которой Вселенная расширяется в настоящее время.
|
|
|
|
Их измерение - 70 километров в секунду на мегапарсек - совпадает с другим основным методом определения постоянной Хаббла.
|
|
|
"Основываясь на этих новых данных JWST и используя три независимых метода, мы не нашли убедительных доказательств существования напряженности Хаббла", - сказал Фридман, известный астроном и профессор астрономии и астрофизики Чикагского университета Джона и Марион Салливан. "Напротив, похоже, что наша стандартная космологическая модель, объясняющая эволюцию Вселенной, остается в силе".
|
|
Напряженность Хаббла?
|
|
|
|
Мы знаем, что Вселенная расширяется с течением времени, с 1929 года, когда Эдвин Хаббл (выпускник университета Чикаго, 1910, доктор философии, 1917) провел измерения звезд, которые показали, что самые отдаленные галактики удаляются от Земли быстрее, чем близлежащие галактики. Однако оказалось на удивление трудным определить точное значение скорости расширения Вселенной в настоящее время.
|
|
|
|
Это число, известное как постоянная Хаббла, имеет важное значение для понимания предыстории Вселенной. Это ключевая часть нашей модели того, как Вселенная развивается с течением времени.
|
|
|
|
"Подтверждение существования постоянной напряженности Хаббла имело бы значительные последствия как для фундаментальной физики, так и для современной космологии", - пояснил Фридман.
|
|
|
|
Учитывая важность, а также сложность проведения этих измерений, ученые тестируют их различными методами, чтобы убедиться, что они максимально точны.
|
|
|
|
Один из основных подходов заключается в изучении остаточного излучения после Большого взрыва, известного как космический микроволновый фон. Текущая наилучшая оценка постоянной Хаббла с помощью этого метода, который является очень точным, составляет 67,4 километра в секунду на мегапарсек.
|
|
|
|
Второй важный метод, на котором специализируется Фридман, заключается в непосредственном измерении расширения галактик в нашем местном космическом пространстве, используя звезды, яркость которых известна. Точно так же, как автомобильные фары выглядят тусклее, когда они находятся далеко, на больших расстояниях звезды кажутся все более и более тусклыми. Измерение расстояний и скорости, с которой галактики удаляются от нас, позволяет определить, насколько быстро расширяется Вселенная.
|
|
|
|
В прошлом измерения с помощью этого метода давали более высокие значения постоянной Хаббла — около 74 километров в секунду на мегапарсек.
|
|
|
|
Это различие настолько велико, что некоторые ученые предполагают, что в нашей стандартной модели эволюции Вселенной может отсутствовать что-то существенное. Например, поскольку один метод рассматривает самые ранние дни Вселенной, а другой - текущую эпоху, возможно, что-то крупное изменилось во Вселенной с течением времени. Это очевидное несоответствие стало известно как "напряженность Хаббла".
|
|
|
|
Уэбб углубляется в
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба, или JWST, предлагает человечеству новый мощный инструмент для исследования глубин космоса. Запущенный в эксплуатацию в 2021 году преемник телескопа "Хаббл" сделал потрясающе четкие снимки, раскрыл новые аспекты далеких миров и собрал беспрецедентные данные, открыв новые окна во Вселенную.
|
|
|
|
Фридман и ее коллеги использовали телескоп для проведения измерений десяти близлежащих галактик, которые служат основой для измерения скорости расширения Вселенной.
|
|
|
|
Чтобы перепроверить свои результаты, они использовали три независимых метода. В первом случае используется тип звезд, известный как переменная звезда-Цефеида, яркость которой предсказуемо меняется со временем. Второй метод известен как "Кончик ветви красных гигантов" и основан на том факте, что звезды с малой массой достигают фиксированного верхнего предела своей яркости.
|
|
|
|
Третий, и новейший, метод использует тип звезд, называемых углеродными звездами, которые имеют одинаковые цвета и яркость в ближней инфракрасной области спектра. Новый анализ является первым, в котором все три метода используются одновременно в пределах одних и тех же галактик.
|
|
|
|
В каждом случае значения находились в пределах допустимой погрешности для значения, полученного методом определения космического микроволнового фона, равного 67,4 километра в секунду на мегапарсек.
|
|
|
|
"Получение хорошего согласия от трех совершенно разных звезд, по нашему мнению, является убедительным показателем того, что мы на правильном пути", - сказал Фридман.
|
|
|
|
"Будущие наблюдения с помощью JWST будут иметь решающее значение для подтверждения или опровержения теории Хаббла и оценки ее последствий для космологии", - сказал соавтор исследования Барри Мадор из Научного института Карнеги и приглашенного преподавателя Чикагского университета.
|
|
|
|
Источник
|
