Совсем недавно астрономы из США столкнулись с неожиданными данными о расширении Вселенной, которые ставят под сомнение существующие модели. Эти открытия могут привести к пересмотру основ космологии и изменить представление о Вселенной.
В последние десять лет космология оказалась в центре внимания из-за растущего кризиса, вызванного противоречивыми данными о скорости расширения Вселенной. Наблюдения, проведенные с помощью космических телескопов Хаббл и Джеймса Уэбба, показывают, что скорость расширения варьируется в зависимости от направления наблюдений. Новые результаты, основанные на данных о скоплениях галактик, подтверждают эти несоответствия.
Дэн Сколник, профессор физики в Университете Дьюка и ведущий автор исследования, отметил, что ситуация достигла критической точки. Это означает, что действующие модели космологии могут быть нарушены. Существует два основных метода для расчета постоянной Хаббла, определяющей скорость расширения Вселенной. Первый метод основан на анализе космического микроволнового фона, который представляет собой реликтовое излучение от ранней Вселенной. Второй метод использует цефеиды, пульсирующие звезды, яркость которых позволяет астрономам определять расстояния.
Цефеиды, как и другие звезды, пульсируют, и их яркость изменяется в зависимости от времени. Сравнивая фактическую яркость этих звезд с их наблюдаемой яркостью с Земли и используя сверхновые типа Ia, которые взрываются с одинаковой светимостью, в качестве якорей, астрономы могут связывать показания цефеид в «космическую лестницу расстояний». Это позволяет глубже заглянуть в прошлое Вселенной.
Результаты, полученные с помощью спутника Планк, показали постоянную Хаббла на уровне 67 км/с/Мпк, что соответствует стандартной модели космологии. Однако измерения, основанные на цефеидах, продемонстрировали скорость расширения 73 км/с/Мпк, что значительно превышает диапазон ошибок, установленных Планком.
Астрономы предложили различные объяснения этих разногласий, в том числе возможность систематических ошибок в измерениях. Тем не менее, новые исследования лишь усилили напряженность, поскольку ученые начали использовать более точные данные. В новом исследовании команда использовала метод дистанционной лестницы, основанный на данных спектроскопического прибора темной энергии (DESI), который отслеживает миллионы галактик и их положение.
Тем не менее, данные DESI также подтвердили тревожные выводы: постоянная Хаббла составила 76,05 км/с/Мпк, что еще больше выходит за пределы диапазона ошибок, установленных Планком. Неопределенности в расстоянии до первой ступени лестницы в скоплении галактик Coma усложнили интерпретацию результатов.
Сколник и его команда решили использовать 12 сверхновых типа Ia, чтобы уточнить расстояние до скопления Coma. Они установили, что оно находится на расстоянии 320 миллионов световых лет от Земли, что соответствует предыдущим измерениям. С обновленной первой ступенькой лестницы расстояний ученые получили результат 76,5 км/с/Мпк, что снова подтвердило существующую напряженность и возможность пересмотра стандартной модели.
Ученые находятся на пороге значительных изменений в понимании Вселенной. Сколник отмечает, что текущие модели, используемые в течение последних двух с половиной десятилетий, не совпадают с новыми данными. Это может привести к пересмотру основ космологии, и, хотя многие вопросы остаются без ответов, впереди могут быть захватывающие открытия.