Астрономы уточнили скорость расширения Вселенной

Новый большой обзор далеких сверхновых позволил оценить содержание во Вселенной темной энергии и вычислить скорость ее расширения. Однако эти цифры не разрешили, а лишь усугубили старый парадокс космологии. Они еще больше не совпадают с такими же точными результатами, но полученными при наблюдениях реликтового фона.

Для оценки космических расстояний используют стандартные свечи — далекие объекты с точно известной светимостью. К ним относятся, например, сверхновые типа Ia, которые связаны с термоядерными взрывами белых карликов, перетянувших слишком много вещества от близкой соседней звезды. На краткое время такие вспышки могут сиять ярче целой галактики и становятся видны на дистанциях в миллиарды световых лет. Поскольку взрывы происходят при достижении строго определенной массы, их истинная яркость почти одинакова, а видимая зависит от расстояния. Это и позволяет использовать их в качестве стандартных свечей.

В конце 1990-х именно сверхновые типа Ia позволили заметить ускоряющееся расширение нашей Вселенной. С тех пор появились новые наблюдения, уточняющие скорость этого процесса. Несколько лет назад в рамках обзора Pantheon астрофизики проанализировали светимости примерно тысячи далеких сверхновых. А теперь они дополнили и расширили эти данные: новый обзор Pantheon+ включил уже более 1500 сверхновых на расстояниях вплоть до 10,7 миллиарда световых лет. Он позволил еще раз оценить скорость расширения Вселенной, содержание в ней темной материи и энергии. Отчет о работе опубликован в The Astrophysical Journal.

По этим оценкам, 33,8 процента нашего мира приходится на гравитирующую материю, обычную и темную. Остальные 66,2 процента составляет темная энергия — таинственная сущность, которую связывают с расширением Вселенной. Скорость этого расширения описывается постоянной Хаббла, которую астрономы определили в 73,4 километра в секунду на мегапарсек. Иначе говоря, ближняя Вселенная расширяется со скоростью почти 260 тысяч километров в час на каждый мегапарсек, который, в свою очередь, составляет около 3,26 светового года. Это чуть больше прошлых оценок, полученных при наблюдениях сверхновых.

К сожалению, эти цифры не разрешили известного космологического кризиса, связанного с постоянной Хаббла. Проблема в том, что данные разных наблюдений дают заметно разные результаты. В частности, исследования микроволнового фона Вселенной указывают на более низкие значения постоянной — 66,9 километра в секунду на мегапарсек. Результаты Pantheon+ лишь усугубили разрыв между этими значениями и теми, что получаются из наблюдений сверхновых. Более того, отклонение достигло пресловутой величины в пять сигм (σ) — значит, оно статистически достоверно, а шансы на случайность не превышают один на миллион. Проблема остается, требуя новых моделей, объясняющих это различие.