Вселенная расширяется слишком быстро — существующие физические модели не могут объяснить этот процесс

Астрономы уже долгое время наблюдают несоответствие в скорости расширения Вселенной. Всё зависит от того, каким способом её измерять. Наблюдения за ближайшими галактиками показывают более высокую скорость. Данные о ранней Вселенной — например, реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва, — указывают на более медленное расширение. Это противоречие называют напряжением Хаббла.

Международная коллаборация под названием Сеть расстояний H0 получила одно из самых точных локальных измерений на сегодняшний день. Команда объединила десятилетия независимых измерений расстояний — включая наблюдения за красными гигантами, взрывами сверхновых первого типа и разными типами галактик — в единую сеть.

Итоговый результат: постоянная Хаббла составляет семьдесят три целых пятьдесят сотых километра в секунду на мегапарсек с точностью чуть более одного процента. Один мегапарсек — это около трёх миллионов двухсот шестидесяти двух тысяч световых лет.

Исследователи подчёркивают: это не просто новое значение постоянной Хаббла. Это построенная научным сообществом система, которая объединяет десятилетия независимых измерений расстояний прозрачным и доступным способом. Результаты опубликованы десятого апреля две тысячи двадцать шестого года в журнале Astronomy & Astrophysics.

Авторы работы утверждают, что их исследование фактически исключает объяснения, которые приписывают несоответствие простой ошибке в локальных измерениях расстояний. Если напряжение реально — а растущий объём данных говорит об этом, — то оно может указывать на новую физику, выходящую за рамки стандартной космологической модели.

Доктор Кэти Ромер из проекта по исследованию тёмной энергии прокомментировала ситуацию так: Вселенная не просто расширяется. Она расширяется всё быстрее и быстрее с течением времени. Ожидалось бы, что расширение будет замедляться — ведь после Большого взрыва прошло почти четырнадцать миллиардов лет.

Тёмная энергия может ослабевать

Отдельное исследование с использованием самой большой трёхмерной карты Вселенной, созданной с помощью прибора для изучения тёмной энергии, дало намёк на то, что тёмная энергия — сила, ускоряющая космическое расширение, — возможно, не постоянна, а может ослабевать со временем.

Команда прибора составила карту почти пятнадцати миллионов галактик и квазаров. В сочетании с данными о реликтовом излучении и наблюдениями за сверхновыми результаты лучше согласуются с моделью меняющейся тёмной энергии, чем со стандартным предположением о неизменной силе.

Доктор Виллем Элберс из Института вычислительной космологии Даремского университета сказал: десятилетиями учёные полагались на стандартную модель Вселенной, но новые данные предполагают, что тёмная энергия может эволюционировать со временем. Если это правда, то изменится всё, что было известно о космосе.

Профессор Уилл Персиваль, официальный представитель проекта и астроном из Университета Ватерлоо, добавил: исследователи руководствуются принципом бритвы Оккама, и простейшее объяснение того, что они видят, меняется. Всё больше похоже на то, что стандартную космологическую модель придётся модифицировать, чтобы согласовать разные наборы данных. И эволюционирующая тёмная энергия выглядит перспективно.

Доктор Андрей Кучу, исследователь из Беркли, работавший над исследованием, заметил: задача учёных — позволить Вселенной рассказать, как она устроена. И, возможно, Вселенная говорит, что она сложнее, чем предполагалось.

Конец Вселенной может наступить раньше

Связанная с этим теоретическая модель, разработанная физиком Генри Тайе из Корнеллского университета совместно с коллегами из Китая и Испании, исследует один из возможных сценариев. Их расчёты показывают, что общая продолжительность жизни Вселенной составляет около тридцати трёх целых трёх десятых миллиарда лет. Поскольку тринадцать целых восемь десятых миллиарда лет уже прошло, остаётся примерно девятнадцать целых пять десятых миллиарда лет. В этой модели расширение продолжается ещё одиннадцать миллиардов лет, затем замедляется, останавливается и сменяется сжатием.

Пол Стейнхардт, директор Принстонского центра теоретических наук, отметил: если тёмная энергия станет достаточно слабой, учёные говорят, что Вселенная может быть стянута в Большое сжатие «замечательно быстро».

Независимые линии исследований подчёркивают сохраняющиеся пробелы в понимании скорости расширения Вселенной и поведения тёмной энергии. Будущие наблюдения с помощью телескопов нового поколения должны проверить, потребуется ли введение новой физики для согласования всех данных.

На данный момент факт остаётся фактом: Вселенная расширяется быстрее, чем предсказывают модели, основанные на её раннем состоянии. И ни одна из существующих теорий не может этого объяснить. Тёмная энергия, главный кандидат на роль движущей силы этого ускорения, возможно, не является постоянной величиной — а если так, то вся современная космология нуждается в пересмотре.