Недавние наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) предоставили новые сведения о скорости расширения Вселенной, подтвердив предыдущие измерения, которые указывают на колебания на протяжении ее истории.
Опубликованные в The Astrophysical Journal, эти результаты тесно согласуются с данными космического телескопа Хаббла, что является значительным шагом вперед в решении давнего космического ребуса, который ставит под сомнение даже самые продвинутые космологические модели.
Профессор Адам Риесс из Университета Джонса Хопкинса заявил: "Несоответствие между наблюдаемой скоростью расширения и предсказаниями стандартной модели указывает на то, что наше понимание Вселенной может быть неполным. С учетом того, что оба ведущих телескопа NASA подтверждают результаты друг друга, мы должны серьезно отнестись к вопросу о напряженности Хаббла; это представляет собой как вызов, так и замечательную возможность узнать больше о нашей Вселенной".
Риесс, лауреат Нобелевской премии, удостоенный этой награды в 2011 году за свою роль в открытии ускоренного расширения Вселенной, сотрудничал с другими лауреатами Нобелевской премии, профессорами Саулом Перлмутером и Брайаном Шмидтом. Их работа показала, что это ускорение вызвано загадочной силой, известной как темная энергия, которая пронизывает обширные пространства между звездами и галактиками.
Используя крупнейший набор данных JWST, собранный за первые два года его работы, Риесс и его команда переоценили измерения Хаббла о скорости расширения Вселенной, известной как постоянная Хаббла.
Применяя три независимых метода для измерения расстояний до галактик, в которых происходят сверхновые, исследователи выяснили, что постоянная Хаббла остается загадочной. Нынешние наблюдения дают значения, сильно превышающие предсказания стандартной космологической модели, которая основывается на общей теории относительности Эйнштейна для описания гравитации на космических масштабах.
Стандартная модель предсказывает постоянную Хаббла примерно в 41,6-42,3 миль в секунду на мегапарсек, в то время как наблюдения, основанные на телескопах, последовательно дают значения от 43,5 до 47,2 миль в секунду на мегапарсек. Это несоответствие в 3-3,7 миль в секунду на мегапарсек сбивает с толку космологов более десяти лет.
Новое исследование опиралось на небольшую часть наблюдений галактик Хаббла, при этом галактика NGC 4258, расположенная на расстоянии 15 миллионов световых лет от Земли, служила опорной точкой.
Несмотря на использование меньшего набора данных, команда достигла поразительной точности. В дополнение к анализу переменных звезд Цефеид — чьи предсказуемые циклы яркости делают их надежными "космическими эталонами" — исследователи включили измерения, основанные на углеродных звездах и самых ярких красных гигантах в той же галактике.
В галактиках, наблюдаемых JWST, и их сопутствующих сверхновых, команда рассчитала постоянную Хаббла в 45,1 миль в секунду на мегапарсек, что очень близко к измерению Хаббла в 45,2 миль в секунду на мегапарсек для тех же галактик.
Хотя постоянная Хаббла не оказывает прямого влияния на солнечную систему, Землю или повседневную жизнь, она предоставляет важные сведения об эволюции Вселенной в масштабах. Ученые полагаются на это значение для картирования космоса и углубления понимания его развития за последние 13-14 миллиардов лет с момента Большого взрыва.
Находки профессора Риесса могут предложить новые перспективы относительно других различий между стандартными космологическими моделями и современными наблюдениями. Например, эта модель не в полной мере объясняет природу темной материи и темной энергии — загадочных компонентов, которые, как предполагается, составляют около 96 процентов состава Вселенной. Эти трудные для понимания силы, вероятно, ответственны за ускоренное расширение, наблюдаемое с ранних моментов Вселенной после Большого взрыва.
Это исследование служит напоминанием о том, что даже с передовыми технологиями и революционными открытиями Вселенная продолжает хранить свои самые глубокие секреты. Однако с инструментами, такими как JWST и Хаббл, работающими вместе, человечество все ближе к раскрытию космических тайн.