Учёные не могут определить точную скорость расширения Вселенной: в чём причина «напряжённости Хаббла»?

Почти век назад американский астроном Эдвин Хаббл сделал революционное открытие: Вселенная не просто расширяется, но делает это с ускорением. Чем дальше галактика находится от Земли, тем быстрее она удаляется. Это наблюдение легло в основу современной космологии. Однако до сих пор учёные не могут точно определить скорость расширения — так называемую постоянную Хаббла.

Проблема не только в сложности измерений. Разные методы дают противоречивые результаты, а теоретические предсказания не совпадают с реальными данными. Это противоречие получило название «напряжённость Хаббла» — одна из самых острых проблем современной астрофизики.

Новые данные лишь усугубили проблему

Международная команда астрономов под руководством учёных из Института космического телескопа имени Хаббла представила одно из самых точных на сегодняшний день измерений постоянной Хаббла. Согласно их расчётам, она составляет около 73,5 км/с на мегапарсек (примерно 3,26 миллиона световых лет).

Однако это значение на 10% выше, чем предсказывает стандартная космологическая модель. Разница превышает пять стандартных отклонений, что ставит под сомнение либо сами измерения, либо фундаментальные законы физики.

«Согласно prevailing космологической модели, постоянная Хаббла должна быть на 10% меньше, чем мы наблюдаем. Это и есть «напряжённость Хаббла». Разница более чем в пять раз превышает совокупную погрешность измерений и моделей», — заявил Стефано Касертано, ведущий автор исследования.

Почему так сложно получить точные данные?

Ранее разные группы учёных использовали различные методы для определения постоянной Хаббла, но результаты расходились. Команда Касертано разработала статистическую модель, которая объединяет все существующие данные и выявляет возможные несоответствия.

«Это самое точное измерение на сегодняшний день. Впервые нам удалось достичь точности в 1%. При этом ни одно отдельное измерение не является критически важным — даже если исключить часть данных, результат остаётся практически неизменным», — отметил Касертано.

Что дальше?

Хотя новые данные приближают учёных к разгадке, проблема остаётся нерешённой. «Подтверждение «напряжённости Хаббла» делает нашу задачу ещё более важной. Мы должны понять, что именно вызывает это расхождение: ошибки в измерениях или принципиально новые физические законы», — заявил Адам Рисс, соавтор исследования.

Вопрос о точной скорости расширения Вселенной напрямую связан с её возрастом, структурой и будущим. Возможно, ответы кроются в ещё не открытых явлениях — например, в свойствах тёмной энергии или модифицированной теории гравитации.