Астрономы использовали космический телескоп «Хаббл», чтобы сделать самые точные измерения скорости расширения Вселенной. В прошлый раз ее замеряли почти век назад. Ученые считают, что новые данные — доказательство того, что что-то неожиданное происходит во Вселенной.
Дело в том, что последние результаты «Хаббла» подтверждают расхождение в данных — Вселенная расширяется быстрее, чем ожидалось от ее траектории вскоре после Большого взрыва. Исследователи предполагают, что несоответствие могут объяснить неизвестные физические явления, происходящие во Вселенной.
Команда Адама Рисса из Института исследований космоса с помощью космического телескопа (США) использовала «Хаббл» в течение 6 лет, чтобы уточнить измерения расстояний до галактик, используя звезды как вехи. Эти измерения используются, чтобы подсчитать, как быстро Вселенная расширяется со временем — величину, известную как постоянная Хаббла. Новое исследование команды увеличивает число проанализированных звезд, углубившись в космос в 10 раз глубже, чем когда-либо ранее.
Но величина Рисса усиливает несоответствие с величиной, выявленной в ходе наблюдений за расширением молодой Вселенной через 378 тысяч лет после Большого взрыва — события, которое создало Вселенную примерно 13,8 млрд лет назад. Эти измерения были сделаны спутником «Планк» Европейского космического агентства, который составляет карты космического микроволнового фонового излучения, реликта большого взрыва. Разница между двумя величинами — почти 9 %. Новые измерения «Хаббла» снизили шансы на то, что несоответствие величин — совпадение.
Результаты «Планка» предсказали, что постоянная величина Хаббла должна быть 67 км в секунду на мегапарсек (3,3 млн световых лет) и не может быть выше 69 км в секунду на мегапарсек. Это означает, что на каждые 3,3 млн световых лет удаления от нас Вселенная движется на 67 км/с быстрее. Данные команды Рисса — 73 км в секунду на мегапарсек, а это значит, что галактики двигаются с более высокой скоростью, чем указывают наблюдения за ранней Вселенной.
Данные «Хаббла» и «Планка» так точны, что астрономы не могут назвать ошибкой ни одни из них. «Оба результата были протестированы многими способами, поэтому ошибки исключены, — объяснил Рисс. — Вероятнее всего, что это не ошибка, а характеристика Вселенной».
Рисс описал несколько возможных объяснений несоответствию, все из которых относятся к 95 % Вселенной, которая покрыта тьмой. Есть вероятность того, что темная энергия, которая, как известно, «убыстряет космос», может отталкивать галактики одну от другой с большей — или растущей — силой. Это означает, что убыстрение не имеет постоянной величины во Вселенной, а меняется со временем.
Другая гипотеза предполагает, что Вселенная содержит новые субатомные частицы, которые путешествуют со скоростью, близкой к скорости света. Такие скоростные частицы называются темной радиацией и включают ранее известные частицы — нейтрино, которые создаются во время ядерных реакций и радиоактивных распадов. В отличие от нормального нейтрино, который взаимодействует с субатомной силой, на эти новые частицы влияет только гравитация, и они называются «стерильными нейтрино».
И еще одна привлекательная идея — темная материя (невидимая форма материи, не состоящая из протонов, нейтронов и электронов) взаимодействует с обычной материей или радиацией сильнее, чем считалось ранее.
Команда продолжит работать над корректировкой скорости роста Вселенной. Пока Рисс и его коллеги уменьшили несоответствие до 2,3 %.
