Волосы Вероники превратили напряженность с постоянной Хаббла в космологический кризис

Ученым достоверно известно, что наша Вселенная расширяется. Это зафиксировано разными методами: например, по анализу особенностей реликтового излучения (древностью в 13,8 миллиардов лет) или по яркости «стандартных свечей», сверхновых типа Ia, которые почти всегда имеют одинаковую энергию взрыва. Раз энергия одинакова, то идентична и яркость. Сопоставляя эту яркость с расстоянием до далеких галактик, астрономы могут выяснить и скорость расширения пространства между Землей и наблюдаемой галактикой.

Проблема в том, что эти методы дают очень разные скорости расширения Вселенной. По реликтовому излучению она расширяется со скоростью 67,4 километров в секунду на один мегапарсек пространства (один мегапарсек — это 3,26 миллиона световых лет). А по сверхновым — как минимум на 73 километра в секунду. Разница в несколько километров в секунду кажется небольшой. Но если мы учтем, что диаметр Вселенной в районе 100 миллиардов световых лет (десятки тысяч мегапарсек), то получится, что речь идет о существенном расхождении.

В научной литературе его принято называть «напряженностью Хаббла». Долго время расхождение списывали на недостатки метода измерения по сверхновым. Мол, когда сверхновая находится где-то далеко, дистанция до этого района может быть определена недостаточно точно, отсюда и расхождения с методом, основанном на анализе реликтового излучения.

Теперь группа американских астрономов во главе с Дэном Скольником (Dan Scolnic) опубликовала в The Astrophysical Journal Letters результаты наблюдений за сверхновыми в галактическом скоплении Волосы Вероники. Это сравнительное крупное скопление объемом в три тысячи кубических мегапарсек.

Авторы работы изучили яркость 13 сверхновых типа SN Ia из этого скопления. Затем они обратились к расстоянию до них, определенному другими методами (с помощью Dark Energy Spectroscopic Instrument). В результате у них получилась скорость расширения Вселенной в 76,5 километра в секунду, то есть такая же, как в более ранних работах по сверхновым. Принципиальное отличие новой работы от прежних в том, что она касается сравнительно близких к нам галактик и сверхновых, причем тех, расстояние до которых хорошо определено астрономами. Сомневаться в цифре скорости расширения Вселенной на основе этих данных уже чрезвычайно затруднительно.

Осознают это и сами авторы новой работы. Дэн Скольник в комментарии для прессы отметил: «Напряженность [Хаббла] теперь превратилась в кризис… Это говорит, до некоторой степени, что текущая космологическая модель может быть сломана. Мы в точке, где оказываем серьезное давление на модели, которые использовались в последние 25 лет, и видим, что концы не сходятся с концами. Такая ситуация может изменить то, как мы представляем Вселенную, и это восхитительно».

Работа Скольника и соавторов не подвергает сомнению скорость расширения Вселенной, какой ее рассчитали на основе реликтового излучения. Ученые лишь отмечают, что скорость расширения пространства-времени, которая зафиксирована для реликтового излучения не совпадает с той, что зафиксирована для Волос Вероники, лежащих примерно в ста мегапарсеках (около 320 миллионов световых лет) от нас.

Ранее Naked Science уже отмечал, что так называемое напряжение Хаббла беспокоит космологов в основном потому, что Стандартная космологическая модель предполагает: скорость расширения Вселенной не должна серьезно меняться со временем. Однако другие модели — в частности, пульсирующая Вселенная Николая Горькавого — не только не входит в противоречие с напряжением Хаббла, но и требует его существования. В модели Вселенной по Горькавому скорость ее расширения до определенного момента будет нарастать. То есть в ее рамках вполне логично, что расширение пространства-времени 13,8 миллиардов лет назад шло с меньшей скоростью, чем треть миллиарда лет назад, в Волосах Вероники.