най-точното измерване на разширяването на Вселената


НАСА пусна огромен нов доклад, който астрономите наричат ​​магнум опус на Хъбъл. Анализирайки 30-годишни данни от известния космически телескоп, новото изследване прави най-прецизното досега измерване на това колко бързо се разширява Вселената.

Астрономите знаят от по-голямата част от век, че Вселената се разширява, благодарение на наблюдението, че галактиките се отдалечават от нас – и колкото по-далеч са те, толкова по-бързо пътуват. Скоростта, с която се движат, спрямо разстоянието им от Земята, е фигура, наречена константа на Хъбъл, и измерването на тази стойност беше една от основните мисии на едноименния космически телескоп.

За да измерят константата на Хъбъл, астрономите изучават разстоянията до обекти, чиято яркост е добре позната – по този начин колкото по-тъмно изглежда, толкова по-далече е. За относително близки обекти в нашата галактика или в близките, тази роля се изпълнява от цефеиди, клас звезди, които пулсират по предвидим модел. За по-големи разстояния астрономите използват така наречените свръхнови от тип Ia – космически експлозии с добре дефинирана пикова яркост.

През последните няколко десетилетия измерванията на тези обекти позволиха на астрономите изчислете константата на Хъбъл да бъде около 70 км (43,5 мили) в секунда на мегапарсек (/s/MPc). По същество една галактика на един мегапарсек (около 3,3 милиона светлинни години) от Земята ще се отдалечава със 70 км в секунда и тази скорост нараства със 70 km/s за всеки мегапарсек разстояние.

За новото изследване екип от учени вече събра и анализира най-изчерпателния каталог на тези обекти досега, за да направи най-прецизното измерване на константата на Хъбъл досега. Това беше направено чрез изучаване на 42 галактики, които съдържаха както цефеиди, така и супернови от тип Ia, както е изобразено от телескопа Хъбъл през последните 30 години.

“За това е създаден космическият телескоп Хъбъл, използвайки най-добрите техники, които познаваме, за да го направи”, каза Адам Рис, водещ учен на екипа. “Това вероятно е магнумният опус на Хъбъл, защото ще отнеме още 30 години Животът на Хъбъл дори да удвои този размер на извадката.”

Тези 36 галактики, изобразени от Хъбъл, всички съдържат както цефеидни звезди, така и свръхнови тип Ia, двата основни маркера, използвани за изчисляване на константата на Хъбъл

Тези 36 галактики, изобразени от Хъбъл, всички съдържат както цефеидни звезди, така и свръхнови тип Ia, двата основни маркера, използвани за изчисляване на константата на Хъбъл

НАСА, ESA, Адам Г. Рис (STScI, JHU)

От тази работа константата на Хъбъл, която изчисли екипът, е 73 km/s/Mpc (45,4 мили), дава или взема само 1 km/s/Mpc (0,6 мили). Това намалява несигурността до едва 1,4 процента, много по-точно от другите измервания. Тази нова прецизност може да помогне на астрономите да подобрят моделите на космологията, включително по-добри оценки за възрастта на Вселената и какво може да има бъдещето й.

“Константата на Хъбъл е много специално число”, каза д-р Лисия Верде, космолог, който не е участвал в изследването. “Тя може да се използва за врязване на игла от миналото към настоящето за от край до край тест за нашето разбиране за Вселената. Това отне феноменално много подробна работа.”

Въпреки това, една голяма мистерия продължава. Стандартният модел на космологията предвижда, че константата на Хъбъл трябва да бъде много по-бавна – около 67,5 km/s/Mpc (41,9 мили). Това дори е било подкрепено с наблюдения от фоновата радиация, останала от Големия взрив. В несъответствие изглежда се свежда до мястото, където гледаме във Вселената – в нашата локална област константата е по-бърза, докато в далечната вселена е по-бавна, дори след като се вземе предвид известното ускорение на разширяването.

Може да звучи като най-лесното обяснение, че някой е направил грешка, но колкото и да е странно, и двата случая са много солидни. Вместо това астрономите предполагат, че може да работи нова физика. За щастие, може да не се наложи да чакаме твърде дълго, за да разкрием нови улики към мистерията – предстоящото на НАСА Космически телескоп Джеймс Уеб ще може да изучава същите тези маркери от по-големи разстояния и с по-висока разделителна способност от Хъбъл.

Предстои изследването да бъде публикувано в Астрофизичният вестник (PDF).

Източник: НАСА