Наскільки швидко насправді розширюється Всесвіт: зірка, що вмирає 4 рази, дає відповідь

Як швидко розширюється Всесвіт? Коли може закінчитись це розширення? Як відбувається цей процес? На ці запитання намагається відповісти космологія. Але одна з головних загадок космології полягає у тому, що різні спостереження дають різні значення швидкості розширення космосу. Ця величина називається постійною Габбла, а протиріччя отриманих даних називають проблемою Габбла. Тепер вчені використали новий метод для вимірювання швидкості розширення Всесвіту за допомогою світла, що походить від вибуху зірки, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами одного з авторів нового дослідження, Бреда Такера з Австралійського національного університету, результати наукової роботи не повністю вирішують проблему Габбла, але дають ключ до розгадки цієї проблеми, але в той же час вчені отримали нові космологічні питання.

Стандартні свічки та розширення Всесвіту

Ще 100 років тому астрономи дійшли висновку, що можна використовувати такі змінні зірки, як Цефеїди, які є жовтими гігантами та надгігантами для визначення відстаней у космосі. Справа в тому, що цей клас дуже яскравих зірок змінює свою яскравість із постійною періодичністю. Тому їх почали використовувати як так звані стандартні свічки для визначення відстаней до різних далеких космічних об'єктів.

В 1929 році астроном Едвін Габбл зміг знайти кілька таких зірок-цефеїд в інших галактиках і виміряв відстань до них. Завдяки цьому та іншим вимірам він зміг визначити, що Всесвіт розширюється.

Різні методи вивчення розширення Всесвіту дають різні результати

За словами Такера, стандартними свічками в космосі можуть служити не тільки цефеїди, а й наднові типу Ia, тобто це вибухи, якими закінчується життя деяких зірок. Тобто з їх допомогою також можна обчислити значення постійної Габбла. Ще одним методом обчислення цієї величини є вимірювання реліктового випромінювання, тобто світла, яке залишилося після Великого вибуху і поширюється по космосу досі.

"Проблема в тому, що ці різні методи вимірювання швидкості розширення Всесвіту дають різні результати і відрізняються приблизно на 10%. Це і є проблема Габбла та вчені намагаються знайти нові методи, щоб її вирішити. Власне, ми й спробували це зробити", — каже Такер.

Новий метод: гравітаційне лінзування

За словами вченого, у межах нового дослідження використовувався новий метод виміру швидкості розширення космосу на основі вивчення наднової, яка має назву Наднова Рефсдала.

Ще у 2014 році астрономи виявили цю наднову за допомогою космічного телескопа Габбл. Але замість того, щоб побачити одну наднову, астрономи побачили відразу 4 зображення одного й того ж космічного вибуху. Це сталося через так зване гравітаційне лінзування, за допомогою якого можна виявити світло навіть найдальших об'єктів, коли це світло викривляється ближчою до Землі космічною структурою.

"Як вийшло так, що було виявлено відразу 4 вибухи зірки, хоча насправді це була одна і та ж наднова? Світло від наднової поширювалося у всіх напрямках, але воно подорожувало через простір, викривлений гравітацією великого скупчення галактик. Тобто шляхи цього світла були викривлені таким чином, що воно досягло нашої планети різними дорогами. Кожна поява наднової досягала нас різними дорогами у Всесвіті", — говорить Такер.

Спостерігаючи за прибуттям на Землю кожної появи наднової вчені змогли виміряти час руху світла і, отже, дізналися наскільки розширився Всесвіт, поки світло кожного з лінізованих зображень було в дорозі.

Результат

За словами Такера, нове дослідження показало, що швидкість розширення Всесвіту ближче до значень, отриманих щодо реліктового випромінювання. Однак, виходячи з розташування Наднової Рефсдала, це значення має бути ближче до вимірювань за допомогою цефеїд та наднових типу Ia. Тобто за фактом проблему Габбла не вирішено, тому автори дослідження вважають, що швидше за все астрономи щось упускають у своїх вимірах чи це пов'язано з нашим нинішнім недостатнім розумінням природи Всесвіту.

Фокус вже писав про подібне дослідження, в якому вчені також намагалися вирішити проблему Габбла та отримали підтвердження новому значенню швидкості розширення Всесвіту. До речі, вчені в 2022 році набули нового значення цього розширення і воно становить 73 км/с на один мегапарсек.