В 1920-е годы в астрономии произошла настоящая революция — было доказано, что многие «туманности» на самом деле находятся далеко за пределами Млечного Пути и представляют собой отдельные галактики. Результаты измерений их скорости преподнесли новую сенсацию. Оказалось, что почти все они удаляются от нас, причем их скорость тем выше, чем больше расстояние до них.
В результате был выведен фундаментальный космологический закон, описывающий расширение Вселенной. Он известен под названием закон Хаббла (на XXX Генеральной ассамблее МАС в минувшем году для него было утверждено название «закон Хаббла-Леметра»). Согласно ему, скорость удаления галактики либо другого астрономического объекта от наблюдателя прямо пропорциональна расстоянию до нее.
Ключевым компонентом закона Хаббла является коэффициент пропорциональности Н, более известный, как постоянная Хаббла. Эта величина, измеряемая в километрах в секунду на мегапарсек, связывает видимую скорость удаления галактик с расстоянием до них. При этом, несмотря на название, коэффициент Н не является константой. Его величина неоднократно менялась после Большого взрыва. Слово «постоянная» означает, что в каждый конкретный момент времени значение коэффициента является одинаковым во всех точках Вселенной.
Существует два основных способа определения постоянной Хаббла: путем изучения реликтового излучения и по измерению расстояний до галактик. Средние значения коэффициента, получаемые этими методами, всегда несколько различались. Но из-за достаточно больших погрешностей измерений, всегда имелось «окно», в котором они пересекались.
Ситуация изменилась после начала работы миссии Planck. Проанализировав собранные аппаратом данные о реликтовом излучении, астрономы установили, что значение постоянной Хаббла в современную эпоху должно составлять 67 км/c на мегапарсек. Т. е. с каждым дополнительным мегапарсеком расстояния скорость, с которой удаления галактики увеличивается на 67 км/с. Но проблема в том, что значение постоянной Хаббла, выведенное путем непосредственных измерений расстояний до других галактик, составляет около 74 км/с.
В попытке разрешить это противоречие, команда американских астрономов провела новое исследование. Ученые использовали телескоп Hubble для наблюдений за 70 цефеидами в Большом Магеллановом облаке. Так называют переменные звезды, чья яркость меняется со строго определенной периодичностью. Это делает их очень удобным инструментом для определения расстояний до соседних галактик.
Результаты исследования подтвердили предыдущие измерения. Значение постоянной Хаббла составляет 74 км/с на мегапарсек при погрешности в 1,9%. Наша Вселенная расширяется на 9% быстрее, чем должна в соответствии с нынешними моделями. По словам исследователей, теперь вероятность того, что несоответствие двух значений вызвано ошибкой измерений, сократилось с одной трехтысячной до одной стотысячной. А значит, противоречие имеет космологическую природу.
На данный момент существует несколько гипотез, объясняющих наблюдаемое несоответствие влиянием темной энергии, темной материи или же неизвестной субатомной частицы. Но пока что, все они находятся лишь на уровне базовых предположений.
Один из авторов нового исследования, нобелевский лауреат Адам Рисс так прокомментировал ситуацию:
«Это не просто разные результаты двух экспериментов. Мы наткнулись на нечто принципиально иное. В первом случае у нас имеется измерение того, насколько быстро расширяется наблюдаемая Вселенная. Во втором — предсказание, основанное на физике ранней Вселенной и данных о том, как быстро она должна расширяться. И, так как полученные значения не совпадают, возникает очень большая вероятность того, что мы что-то упускаем в космологической модели, которая связывает две эпохи».
По материалам: https://www.nasa.gov
