С помощью мощности и синергии двух космических телескопов ученые выполнили самые точные измерения скорости расширения Вселенной. Эти результаты еще больше накаляют несоответствие между измерениями скорости расширения ближайшей Вселенной и первозданной, когда галактики и звезды еще не существовали.
Напряжение намекает на то, что в основе всего мироздания может лежать совершенно новая физика. Среди возможностей числятся сила влияния темной материи, темной энергии или неизвестной новой частицы. Объединенное наблюдение космического телескопа Хаббл (НАСА) и космической обсерватории Gaia (ЕКА) показало усовершенствованное значение постоянной Хаббла. Это скорость, с которой пространство расширяется с момента Большого Взрыва 13.8 млрд. лет назад.
Но точные измерения все еще противоречат показателям космической обсерватории Планка, которая измерила состояние Вселенной через 360000 лет после Большого Взрыва. На всем небе присутствует отпечаток этого события, закодированного в микроволнах. Планк измерил параметры ряби в реликтовом излучении, вызванные небольшими нарушениями в гигантском огненном шаре. Мелкие детали показывают количество темной материи и обычной, траекторию Вселенной на данный момент и прочие космологические параметры.
Эти измерения позволяют предсказать, когда ранняя Вселенная начала расширяться с теперешней скоростью. Но предсказания не соответствуют новым измерениям. В 2005 году члены команды SHOES решили точно определить скорость расширения пространства. С годами методы улучшались и теперь показатель дает точность до 2.2%.
Постоянная Хаббла нужна для определения возраста Вселенной, поэтому это важная тема для космологов. Показатель назвали в честь астронома Эдвина Хаббла, который почти век назад выявил, что пространство равномерно расширяется во всех направлениях. Кажется, что галактики отступают от Земли пропорционально их дистанциям. То есть, чем дальше находятся, тем быстрее отдаляются. Точное значение постоянной позволит создать картину космической эволюции, вывести состав пространства и дать четкие предсказания финала.
Используя данные Хаббла и Gaia, ученые измерили нынешний темп расширения в 73.5 км в секунду на мегапарсек. То есть, на каждые 3.3 млн. световых лет от нас галактика движется на 73.5 км/с быстрее. Но данные Планка показывают, что расширение достигает всего 67 км/с на мегапарсек.
Чтобы определить дистанцию между соседними галактиками, исследователи использовали пульсирующие звезды – переменные цефеиды, чьи скорости соответствуют внутренней яркости. Gaia дополнительно уточнила эти критерии, геометрически измерив дистанции до 50 переменных цефеид в Млечном Пути. Объединение с данными Хаббла позволило астрономам более точно калибровать цефеиды и использовать их как маркеры расстояния.
Цель команды – работать с Gaia, чтобы преодолеть порог уточнения постоянной Хаббл до значения 1% к началу 2020-х гг.
