Космология на перепутье: данные АСТ подтверждают реальность «напряжения Хаббла»

После пятнадцати лет наблюдений с высокогорного плато в Чили телескоп Атакамской космологии (АСТ) завершил свою миссию финальным выпуском данных. Эти результаты не только подтверждают существование фундаментального противоречия в современной космологии, известного как «напряжение Хаббла», но и исключают около тридцати теоретических моделей, пытавшихся его разрешить. Это ставит перед научным сообществом жёсткий вопрос: либо в наших измерениях скрыта систематическая ошибка, либо Вселенная устроена сложнее, чем предсказывает Стандартная космологическая модель (ΛCDM‑модель).

АСТ был введён в эксплуатацию в 2007 году с чёткой целью: с беспрецедентной детализацией изучить реликтовое излучение (Cosmic Microwave Background, CMB) — «эхо» Большого взрыва, остывший свет от эпохи, когда Вселенной было всего 380 000 лет. Хотя орбитальная обсерватория «Планк» (Planck) ранее провела обзор всего неба, наземный АСТ, расположенный в исключительно сухой и разрежённой атмосфере пустыни Атакама, смог достичь более высокого углового разрешения. Это особенно важно для анализа поляризации реликтового излучения — слабого «отпечатка», который несёт информацию о распределении материи и динамике ранней Вселенной. В ноябре 2025 года коллаборация АСТ опубликовала шестой и окончательный набор данных в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, представив итоговый анализ наблюдений.

Суть аномалии: два числа, две истории Вселенной

Проблема, которую чётко выявили как «Планк», так и АСТ, заключается в расхождении двух ключевых методов измерения постоянной Хаббла (H0​) — параметра, описывающего скорость расширения Вселенной в настоящий момент.

Первый метод, основанный на наблюдениях ранней Вселенной, использует реликтовое излучение как «отпечаток пальца». Космологи, анализируя его мельчайшие флуктуации температуры и поляризации, могут с высочайшей точностью вычислить параметры ΛCDM‑модели (стандартная модель, включающая тёмную энергию и холодную тёмную материю) и экстраполировать их на сегодняшний день, получив предсказание для H0​. Значение, полученное таким образом, составляет примерно 67 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк).

Второй метод измеряет расширение напрямую, наблюдая за объектами в относительно близкой к нам Вселенной. Эта «лестница расстояний» калибруется по цефеидам в нашей Галактике и сверхновым типа Ia в далёких галактиках. Многолетние наблюдения космического телескопа «Хаббл» и других инструментов дают устойчивый результат около 73 км/с/Мпк.

Расхождение между 67 и 73 — это не небольшая погрешность. Его статистическая значимость превышает 5 сигма, что в физике частиц считается порогом открытия. Это означает, что вероятность случайной ошибки ничтожно мала. Таким образом, «напряжение Хаббла» указывает на то, что экстраполяция из прошлого в настоящее даёт иной результат, чем прямое измерение в настоящем. Либо наши наблюдения за ближней Вселенной содержат неучтённые систематические ошибки, либо ΛCDM‑модель неполна и требует модификации.

Очистка поля: почему провалились 30 альтернативных моделей

Именно здесь данные АСТ нанесли сокрушительный удар по целому спектру теоретических попыток разрешить кризис. За последние годы космологи предложили множество «расширенных» моделей, которые модифицировали Стандартную модель, вводя дополнительные компоненты или силы. Среди отвергнутых гипотез были, например, модели с дополнительными типами тёмной энергии, меняющимися со временем, с экзотическими формами тёмной материи, с новыми типами релятивистских частиц (таких как «стерильные нейтрино»), или с нестандартными свойствами самой тёмной энергии.

АСТ проверил эти модели с беспрецедентной строгостью. Любой новый физический компонент, присутствующий сегодня, должен был оказывать влияние и в эпоху формирования реликтового излучения, изменяя картину его флуктуаций и поляризации. Высокоточные данные АСТ по поляризации CMB не оставили шанса примерно тридцати таким теоретическим конструкциям — ни одна из них не смогла одновременно удовлетворить данным о ранней Вселенной и объяснить более высокую скорость её современного расширения.

Как отмечает астрофизик Пол Саттер, представляющий итоги работы, в науке негативный результат — это тоже прогресс. Исключив целый класс потенциальных решений, АСТ сузил поле поиска и направил теоретиков на более сложный путь. По сути, данные говорят, что простое «добавление ингредиента» в стандартный рецепт Вселенной не работает. Проблема, вероятно, лежит глубже.

Будущее поиска: куда движется космология после АСТ

Финализация данных АСТ не ставит точку в исследовании, а, наоборот, обозначает новый этап. Основным направлением остаётся перепроверка «лестницы расстояний» на всех её ступенях. Недавние независимые измерения с использованием гравитационных линз и звёзд‑«маяков» в других галактиках продолжают подтверждать более высокое значение H0​, усиливая напряжение.

С другой стороны, в строй вступают инструменты нового поколения, такие как обсерватория Simons Observatory и космический телескоп Nancy Grace Roman. Они будут обладать в десятки раз большей чувствительностью, чем АСТ, и смогут обнаружить в поляризации CMB следы первичных гравитационных волн или других тонких эффектов, которые могли ускользнуть от предыдущих наблюдений.

В рамках общепринятой парадигмы сохраняется надежда, что разрешить напряжение удастся за счёт уточнения систематических ошибок в локальных измерениях или открытия нового, ранее не учтённого астрофизического явления. В то же время всё более весомым становится голос тех, кто считает, что аномалия указывает на необходимость пересмотра фундаментальных основ, таких как природа тёмной энергии, свойства пространства‑времени на космологических масштабах или даже справедливость общей теории относительности в контексте всей Вселенной.

Остаётся главный вопрос: является ли «напряжение Хаббла» вестником грядущей революции в космологии, сравнимой с открытием ускоренного расширения Вселенной, или же это сложнейшая головоломка, которая в итоге будет решена в рамках существующей модели ценой невероятно точных и кропотливых измерений, отсекающих все альтернативы, кроме одной?