Об’єднавши провідних експертів з усієї галузі, міжнародна колаборація космологів створила єдиний підхід до вимірювання значення сталої Габбла. Ця важлива подія, про яку написано в статті в журналі Astronomy & Astrophysics, може наблизити нас до розуміння того, чому Всесвіт, як здається, розширюється швидше, ніж передбачає стандартна космологічна модель.

Коли астрономи спостерігають далекі галактики, вони простежують чітку позитивну тенденцію між їхньою відстанню від нашої галактики та швидкістю їхнього віддалення від нас. Цю надзвичайно лінійну залежність описує постійна величина, яка називають сталою Габбла. Вона показує, як швидко розширюється Всесвіт в наш час. Водночас, її можна використовувати для обчислення часу, що минув з моменту Великого Вибуху — наразі так астрономи отримують найкращу оцінку віку Всесвіту.

Невирішена загадка

Однак ця очевидна простота приховує одну з найглибших загадок космології. Коли дослідники виводять значення сталої Габбла з космологічних моделей, які включають найкраще теоретичне розуміння розширення Всесвіту, засноване на спостереженнях раннього Всесвіту, то її величина суттєво відрізняється від значень, отриманих через прямі астрономічні вимірювання.

«Поширена космологічна модель передбачає, що стала Габбла має бути на 10% меншою, ніж та, яку ми вимірюємо прямо», — пояснив перший автор статті Стефано Казертано (Stefano Casertano) з Наукового інституту космічного телескопа (Space Telescope Science Institute) в Балтиморі. «Ця розбіженість відома як напруга Габбла, і різниця у понад п’ять разів перевищує сумарну невизначеність як моделей, так і вимірювань».

Така невідповідність вказує на фізику, що лежить в основі розширення Всесвіту, яку ще неможливо повністю пояснити. Але до того, як дослідники зможуть глибше дослідити причини напруги Габбла, вони мають спочатку розглянути відмінності між різними методами вимірюваннями сталої Габбла.

Протягом останніх кількох десятиліть запропоновано кілька методів вимірювання значення цієї сталої. І хоча отримані значення загалом схожі, вони не ідентичні. Оскільки ці методи засновані на різних способах визначення відстані та її калібрування, космологам виявилося важко об’єднати різні значення сталої Габбла в єдине, уніфіковане її вимірювання статистично точним способом.

Об’єднавчі прогнози

У 2025 р. Міжнародний інститут космічних наук (International Space Science Institute, ISSI) у Берні вирішив цю проблему, провівши спеціальний семінар. Під час заходу експерти в цій галузі зібралися разом, щоб визначити, які складові цих вимірювань є схожими, а які — незалежними та підсилюють одна одну.

«Потім ми розробили статистичну базу для правильного об’єднання всіх цих вимірювань та виявлення будь-яких можливих невідповідностей», — пояснив співавтор статті в Astronomy & Astrophysics Адам Рісс, також з Наукового інституту космічного телескопа.

Завдяки такому ретельному підходу, учасники колаборації змогли домовитися про вимірювання, сумісне та узгоджене між їхніми різними методами. Як наслідок, вони змогли досягти консенсусу щодо єдиного значення для сталої Габбла.

«Це найточніше вимірювання натепер, яке вперше досягло точності 1%», — зазначив Казертано. «Ми також виявили, що жодне окреме вимірювання чи його окремий елемент не є критичними для цього результату; будь-який компонент можна повністю виключити, а значення сталої Габбла залишається практично незмінним».

Напруга Габбла не зникає

Важливо, що нове значення загострює розбіжність з прогнозами для раннього Всесвіту. Воно відповідає напрузі у понад п’ять стандартних відхилень. Замість зменшення розбіжності, покращена точність підтверджує, що вона є статистично значущою.

«Підтвердження напруги Габбла робить ще важливішим для нас перегляд основ сучасної космологічної моделі та виявлення будь-яких нових явищ, які можуть змінювати еволюцію Всесвіту», — сказав Рісс.

Завдяки покращеному вимірюванню сталої Габбла, колаборація космологів сподівається, що дослідники зможуть виконати найсуворіші на сьогодні тести фізики, яка лежить в основі напруги Габбла, — можливо, це наблизить бодай на крок до розгадки однієї з найглибших загадок космології.

За інф. з сайту https://phys.org