Всесвіт розширюється швидше, ніж може пояснити фізика: це руйнує чинну модель космології

Стала Габбла, яку також називають Напругою Габбла, стала ще більш напруженою. Нові вимірювання показують, що Всесвіт розширюється швидше, ніж може пояснити чинна космологічна модель

Космологія зараз перебуває у певній кризі через спостереження, спочатку зроблені космічним телескопом Габбла, а пізніше космічним телескопом Джеймса Вебба, про те, що Всесвіт розширюється з різною швидкістю залежно від того, куди дивляться астрономи.

Тепер нові результати дослідження скупчення галактик ще більше підтвердили розбіжність, підводячи космологію до порогу переписування. Провідний автор дослідження, професор фізики в Університеті Дьюка Ден Сколнік зазначив:

Тепер напруга переростає в кризу. Це, до певної міри, говорить про те, що наша модель космології може бути зламана.

У 1929 році американський астроном, Едвін Габбл, зміг знайти кілька зірок цефеїд в інших галактиках і виміряти відстань до них. На основі цих відстаней та інших вимірювань він міг визначити, що Всесвіт розширюється. Зірки цефеїди повільно вмирають, а їхні зовнішні шари газу гелію ростуть і стискаються, коли вони поглинають і випускають випромінювання, змушуючи їх мерехтіти, як далекі сигнальні ліхтарі.

Цей метод під назвою метод стандартної свічки дозволяє нам вимірювати величезний Всесвіт. Ми завжди шукаємо різні свічки, які можна було б краще виміряти та побачити на набагато більшій відстані.

Деякі нещодавні спроби виміряти далекий Всесвіт використовували цефеїди поряд із типом вибухаючих зірок, які називаються надновими типу Ia, які також можна використовувати як стандартну свічку.

Існують також інші методи вимірювання сталої Габбла, такі як той, який використовує космічний мікрохвильовий фон – реліктове світло або випромінювання, яке почало подорожувати Всесвітом незабаром після Великого вибуху.

Проблема полягає в тому, що ці два типи вимірювання відрізняються майже на 10%. Астрономи називають цю різницю напругою Габбла і шукають нові методи вимірювання, щоб її вирішити.

Щоб визначити сталу Габбла, у новому дослідженні вчені покладаються на "космічні сходи" методів вимірювання, кожен з яких спирається на останній для оцінки відстані до далеких небесних об’єктів. Сходи починаються з вимірювань ближче до Землі та простягаються далі у космос.

У своїй роботі Сколнік використовував дані спектроскопічного приладу темної енергії (DESI), який може спостерігати понад 100 000 галактик щоночі. Попри новаторський підхід, ці дані вимагали додаткового уточнення для більшої точності.

Великий прорив стався, коли Сколнік і його команда виявили, що на сходах космічної відстані відсутня важлива відправна точка. Точно вимірявши відстань до скупчення Кома, сусідньої групи галактик, Сколнік наблизив сходи до Землі. Це коригування дозволило набагато точніше розрахувати сталу Габбла, допомагаючи нам краще зрозуміти розширення Всесвіту.

Команда використала криві світіння від 12 наднових зірок типу Ia у скупченні Кома, які вважаються надійними "стандартними свічками" для вимірювання космічних відстаней завдяки їх незмінній яскравості. Після уточнення своїх вимірювань вони виявили, що скупчення Кома лежить приблизно на відстані 320 мільйонів світлових років від нас — результат, який узгоджується з попередніми дослідженнями та підвищує точність їхньої роботи.

З цією точною відстанню команда Сколніка перекалібрувала решту космічної драбини відстаней, досягнувши 76,5 кілометрів на секунду на мегапарсек для сталої Габбла. Ця цифра свідчить про те, що локальний Всесвіт розширюється на 76,5 кілометрів на секунду швидше на кожні 3,26 мільйона світлових років відстані.

Нове значення значно вище попередніх оцінок (близько 70-73 км/с), що ще більше ускладнює загадку того, наскільки швидко Всесвіт справді розширюється.

Якщо швидкість розширення дійсно більша, ніж очікувалося, це може вказувати на нову фізику, що виходить за межі стандартної моделі космології — можливо, залучаючи темну енергію, темну матерію або інші космічні явища.

Триваючі дебати роблять незаперечним один факт: Всесвіт розширюється, і робить це зі швидкістю, яка перевищує попередні наукові очікування. Ці нові дані можуть або стати значним проривом, або викликати зміну парадигми в нашому розумінні космосу.