Новое значение постоянной Хаббла
AstroNews.ru - 03 Июня 2016 21:13:27
Астрономы NASA обнаружили, что Вселенная расширяется на 5-9% быстрее, чем ранее предполагалось.
«Это неожиданное открытие может стать ключом к пониманию таких загадочных составляющих Вселенной, как темная энергия, темная материя и темное излучение, которые составляют до 95% всего», – заявил руководитель исследования и Нобелевский лауреат Адам Рисс Института исследований космоса с помощью космического телескопа и Университета Джонса Хопкинса, Балтимор, штат Мэриленд.
Полный отчет по результатам исследования будет в скором времени опубликован в The Astrophysical Journal.
Команда Рисса совершила открытие путем уточнения текущей скорости расширения Вселенной с беспрецедентной точностью, снизив погрешность до 2,4%. Команда сделала уточнения путем разработки инновационных методов, увеличивших точность измерения расстояний до дальних галактик.
Команда искала галактики, содержащие цефеиды и сверхновые типа Ia. Цефеиды – это пульсирующие переменные звезды с довольно точной зависимостью период-светимость, до них с высокой точностью можно определить расстояние. Сверхновые типа Ia – это взрывающиеся звезды, которые вспыхивают с той же яркостью, и их легко обнаружить с больших расстояний.
Собрав измерения с примерно 2400 цефеид в 19 галактиках и сравнив наблюдаемую яркость со сверхновыми типа Ia, команда сумела с большой точностью измерить их истинную яркость и вычислить расстояния до примерно 300 сверхновых типа Ia в отдаленных галактиках.
Команда сравнила эти расстояния с расширением космоса, измеренным удлинением световых волн от отдаляющихся галактик. Они использовали эти два значения, чтобы определить, насколько быстро Вселенная расширяется со временем, т.е. постоянную Хаббла.
Уточненная постоянная Хаббла составила 45,5 миль в сек (73,23 км в сек) на мегапарсек (мегапарсек равен 3,26 миллиона световых лет). Это означает, что расстояние между космическими объектами удвоится через 9,8 млрд. лет.
Новой значение постоянной сбивает с толку: оно немного отличается от скорости расширения, полученной ранее.
«Сравнение скоростей расширения Вселенной, полученных с аппаратов WMAP и «Планк», с одной стороны с полученными с «Хаббла» с другой стороны, это как строительство моста, – пояснил Рисс. – С одной стороны у вас наблюдения реликтового излучения Вселенной, с другой – данные, полученные нашей командой».
«Вы начинаете строить мост с обоих концов, ожидаете, что они встретятся посередине, при условии, что ваши вычисления верны. Но у нас тут этого не происходит, и мы хотим знать, почему».
Есть несколько возможных объяснений получившейся чрезмерно высокой скорости расширения Вселенной. Одним из таких объяснений может быть то, что темная энергия, ответственная за расширение Вселенной, отталкивает галактики друг от друга с силой большей, чем мы ранее полагали, или даже с растущей во времени силой.
Другое объяснение состоит в том, что на раннем этапе эволюции Вселенной существовала субатомная частица, двигавшаяся со скоростями, близкими к скорости света. Собирательно такие быстрые частицы сейчас называют темным излучением (в термин также включают ранее известные нейтрино).
Также такое ускорение может означать, что темная материя обладает некими неизвестными на данный момент характеристиками. Темная материя играет роль скелетной конструкции Вселенной, поверх которой формируются галактики.
И, наконец, объяснение может быть найдено в том, что общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна не является полной.
Наблюдения были осуществлены широкоугольной камерой WFC3 телескопа, установленной в 2009 году, и были произведены командой SH0ES (не обувь), которая была сформирована специально для уточнения постоянной Хаббла.
Команда SH0ES намерена добиться снижения погрешности вплоть до 1% используя «Хаббл». Активные на данный момент орбитальные телескопы, как например Gaia Европейского космического агентства, а также будущие телескопы, такие как телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), и Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), также смогут внести свой вклад в измерения скорости расширения Вселенной.
До запуска телескопа «Хаббл» в 1990 году приближенные вычисления постоянной Хаббла имели разброс в два порядка. В конце 1990-х проект представил миру постоянную Хаббла в пределах погрешности всего 10%, выполнив одну из своих основных задач. С формирования команды SH0ES в 2005 году та снизила погрешность постоянной Хаббла на 76%.
Космический телескоп «Хаббл» является совместным проектом NASA и Европейского космического агентства.
Обслуживание телескопа производит Центр космических полетов Годдарда, Гринбелт, штат Мэриленд. Исследованиями руководит Институт исследований космоса с помощью космического телескопа, Балтимор, штат Мэриленд.
С обновленной постоянной Хаббла жить нашей Вселенной осталось еще меньше (гипотеза Большого разрыва).