У 1920-і роки в астрономії відбулася справжня революція — було доведено, що багато «туманностей» насправді знаходяться далеко за межами Чумацького Шляху і є окремими галактиками. Результати вимірювань їхньої швидкості піднесли нову сенсацію. Виявилося, що майже всі вони віддаляються від нас, причому їхня швидкість тим вища, чим більша відстань до них.
В результаті було виведено фундаментальний космологічний закон, який описує розширення Всесвіту. Він відомий під назвою закон Хаббла (на XXX Генеральній асамблеї МАС минулого року для нього було затверджено назву «закон Хаббла-Леметра»). Відповідно до нього, швидкість видалення галактики чи іншого астрономічного об’єкта від спостерігача прямо пропорційна відстані до неї.
Ключовим компонентом закону Хаббла є коефіцієнт пропорційності Н, більш відомий як постійна Хаббла. Ця величина, яка вимірюється в кілометрах на секунду на мегапарсек, пов’язує видиму швидкість видалення галактик з відстанню до них. При цьому, всупереч назві, коефіцієнт Н не є константою. Його величина неодноразово змінювалася після Великого вибуху. Слово “постійна” означає, що в кожний конкретний момент часу значення коефіцієнта є однаковим у всіх точках Всесвіту.
Існує два основних способи визначення постійної Хаббла: шляхом вивчення реліктового випромінювання та вимірювання відстаней до галактик. Середні значення коефіцієнта, одержувані цими способами, завжди дещо відрізнялися. Але через досить великі похибки вимірювань, завжди було «вікно», в якому вони перетиналися.
Ситуація змінилася від початку роботи місії Planck. Проаналізувавши зібрані апаратом дані про реліктове випромінювання, астрономи встановили, що значення постійної Хаббла в сучасну епоху має становити 67 км/с на мегапарсек. Тобто з кожним додатковим мегапарсеком відстані швидкість, з якої видалення галактики збільшується на 67 км/с. Але проблема у тому, що значення постійної Хаббла, виведене шляхом безпосередніх вимірів відстаней до інших галактик, становить близько 74 км/с.
У спробі вирішити цю суперечність, команда американських астрономів провела нове дослідження. Вчені використовували телескоп Hubble для спостережень за 70 цефеїдами у Великій Магеллановій хмарі. Так називають змінні зорі, чия яскравість змінюється зі строго певною періодичністю. Це робить їх дуже зручним інструментом визначення відстаней до сусідніх галактик.
Результати дослідження підтвердили попередні виміри. Значення постійної Хаббла становить 74 км/с на мегапарсек при похибці 1,9%. Наш Всесвіт розширюється на 9% швидше, ніж має відповідно до нинішніх моделей. За словами дослідників, тепер ймовірність того, що невідповідність двох значень спричинена помилкою вимірів, скоротилася з одного тритисячного до одного стотисячного. Отже, суперечність має космологічну природу.
На цей час існує кілька гіпотез, що пояснюють невідповідність впливом темної енергії, темної матерії або невідомої субатомної частинки. Але поки що всі вони знаходяться лише на рівні базових припущень.
Один з авторів нового дослідження, нобелівський лауреат Адам Рісс так прокоментував ситуацію:
“Це не просто різні результати двох експериментів. Ми натрапили на щось принципово інше. У першому випадку у нас є вимір того, наскільки швидко розширюється Всесвіт, що спостерігається. У другому — передбачення, засноване на фізиці раннього Всесвіту та даних про те, як швидко вона має розширюватися. І оскільки отримані значення не збігаються, виникає дуже велика ймовірність того, що ми щось упускаємо в космологічній моделі, яка пов’язує дві епохи».
За матеріалами: https://www.nasa.gov
