В космосе происходит что-то странное, похожее на новую физику | popularmechanics.com
Ученые пришли к выводу, что проблема Хаббла – это не просто ошибка измерений, а, возможно, отражение реальных физических процессов, которые не могут объяснить современные теории.
Более десяти лет астрофизики пытаются решить загадочное противоречие. Два самых надежных способа измерения скорости расширения Вселенной, или постоянной Хаббла, дают два разных ответа. Астрофизики использовали новый метод измерения и пришли к неожиданным выводам. Если результаты исследования являются верными, то, возможно, придется переписать теорию Большого взрыва. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics, пишет Interesting Engineering.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Відео дня
Проблема Хаббла и скорость расширения Вселенной
Один метод измерений постоянной Хаббла, основанный на звездах и взрывах сверхновых в локальной Вселенной, показывает, что космос расширяется со скоростью примерно 73 километра в секунду на мегапарсек. 1 мегапарсек – это 1 миллион парсеков, а 1 парсек – это 31 триллион километров. Другой метод, основанный на слабом излучении Большого взрыва, известном как реликтовое излучение, показывает, что Вселенная расширяется со скоростью примерно 67 километров в секунду на мегапарсек. Это несоответствие, известное как проблема Хаббла, стало одной из самых больших проблем современной физики. Если это несоответствие действительно существует, то это значит, что мы неправильно понимаем Вселенную. Новое исследование подтверждает идею о том, что проблема Хаббла может отражать реальные физические процессы, а не является ошибкой измерений.
Традиционно ученые строят шкалу расстояний, чтобы оценить, насколько далеко находятся объекты и насколько быстро они удаляются от нас. В локальной Вселенной для этого используют звезды с хорошо известной яркостью, а также взрывы сверхновых (так заканчивают жизнь массивные звезды). Таким образом можно измерить расстояния во Вселенной и скорость расширения космоса. Из-за того, что этот метод измерения имеет много неопределенностей, считается, что это может быть причиной проблемы Хаббла.
Новое значение скорости расширения Вселенной
Авторы нового исследования использовали для измерения скорости расширения Вселенной метод космографии с задержкой времени. Он основан на гравитационном линзировании. Объекты с огромной массой, такие как галактики могут действовать как линзы, чтобы усиливать свет более далеких объектов, которые нельзя увидеть напрямую. Гравитация галактик искривляет свет от далеких объектов.
Это искривление света может создавать несколько изображений одного и того же объекта, ведь свет проходит разный путь и достигает Земли в разное время.
Астрофизики использовали восемь массивных галактик в качестве гравитационной линзы, чтобы измерить свет далеких квазаров. Это одни из самых ярких объектов в космосе, созданные сверхмассивными черными дырами в центрах галактик. Всякий раз, когда квазар становился ярче или тусклее, его свет менялся с небольшими задержками во времени.
Точно измеряя эти задержки, астрофизики смогли определить длину каждого пути света. Но чтобы рассчитать скорость расширения космоса, ученым также пришлось оценить распределение массы внутри галактик, которые являются гравитационными линзами. Дело в том, что форма галактической линзы определяет искривление света от квазара.
Физика, которую невозможно объяснить
Объединив данные о задержке во времени прохождения света и распределении массы в галактиках, астрофизики получили значение постоянной Хаббла. Это измерение подтверждает, что скорость расширения Вселенной составляет примерно 73 километра в секунду на мегапарсек. Полученные результаты подтверждают идею о том, что проблема Хаббла — это не просто ошибка измерений, а, возможно, отражение реальных физических процессов, которые современные теории не могут объяснить.
Если Вселенная в прошлом расширялась иначе, чем предсказывает стандартная космологическая модель (описывает эволюцию космоса начиная с Большого взрыва), или же в этом расширении играла свою роль неизвестная форма энергии или частиц, то это может привести к тому, что теорию Большого взрыва придется переписать.
Но астрофизики говорят, что нужно провести дополнительные исследования, чтобы подтвердить их выводы.
Как уже писал Фокус, авторы другого исследования, которые также занимались проблемой Хаббла, подтверждают, что в нашем понимании Вселенной есть что-то совершенно неправильное.
