Визначення того, наскільки швидко Всесвіт розширюється, є ключовим для розуміння нашої космічної долі, але з більш точними даними виникла загадка: оцінки, засновані на вимірах у нашому локальному Всесвіті, не узгоджуються з екстраполяціями з епохи незабаром після Великого Вибуху 13,8 мільярдів років тому.
Визначення того, наскільки швидко Всесвіт розширюється, є ключовим для розуміння нашої космічної долі, але з більш точними даними виникла загадка: оцінки, засновані на вимірах у нашому локальному Всесвіті, не узгоджуються з екстраполяціями з епохи незабаром після Великого Вибуху 13,8 мільярдів років тому. Нова оцінка швидкості локального розширення — константа Хаббла, або H0 — підсилює цю невідповідність, розповідають в Каліфорнійському університеті в Берклі. Використовуючи відносно нову і потенційно більш точну техніку вимірювання космічних відстаней, яка опрацьовує середнью зоряну яскравість у гігантських еліптичних галактиках у якості щаблини на шкалі відстаней, астрономи обчислюють швидкість — 73,3 кілометра на секунду на мегапарсек, плюс-мінус 2,5 км/сек/Mпк — яка знаходиться посередині трьох інших доброякісних оцінок, включаючи оцінку-золотий стандарт від наднових типів Ia. Це означає, що на кожен мегапарсек — 3,3 мільйона світлових років, або 3 мільярди трильйонів кілометрів — від Землі Всесвіт розширюється на додаткові 73,3 ± 2,5 кілометра на секунду. Середнє значення для трьох інших методів становить 73,5 ± 1,4 км/сек/Мпк. Викликає подив, що оцінки швидкості локального розширення на основі вимірювання флуктуацій космічного мікрохвильового фону та, незалежно, флуктуацій щільності нормальної матерії в ранньому Всесвіті (баріонні акустичні осциляції) дають зовсім іншу відповідь: 67,4 ± 0,5 км/сек/Мпк. Зрозуміло, астрономи стурбовані цією невідповідністю, оскільки швидкість розширення є критичним параметром для розуміння фізики та еволюції Всесвіту і є ключовою для розуміння темної енергії — яка прискорює швидкість розширення Всесвіту і, таким чином, призводить до зміни константи Хаббла швидше, ніж очікувалося, із збільшенням відстані від Землі. Темна енергія становить близько двох третин маси та енергії у Всесвіті, але все ще залишається загадкою. Для нової оцінки астрономи вимірювали флуктуації поверхневої яскравості 63 гігантських еліптичних галактик для визначення відстані і нанесли на графік відстань-швидкість кожної, щоб отримати H0. Метод флуктуацій поверхневої яскравості (SBF) не залежить від інших методів і може дати точніші оцінки відстані, ніж інші методи в межах приблизно 100 Мпк від Землі, або 330 мільйонів світлових років.63 галактики у вибірці знаходяться на відстанях від 15 до 99 Мпк, озираючись назад у часі лише на невелику частку віку Всесвіту. “Для вимірювання відстаней до галактик до 100 мегапарсеків цей метод фантастичний”, – сказала космолог Чунг-Пей Ма — професор фізичних наук Джуді Чандлер Вебб у Каліфорнійському університеті в Берклі та професор астрономії та фізики. “Це перша робота, яка збирає великий, однорідний набір даних із 63 галактик з метою вивчення Н0 методом SBF”. Ма керує опитуванням локальних галактик MASSIVE, яке надало дані із 43 галактик — дві третини з тих, що опрацьовувалися у новому аналізі. Дані про ці 63 галактики зібрав і проаналізував Джон Блейкслі, астроном з NOIRLab Національного наукового фонду (NSF). Він є першим автором статті, яку прийнято на публікацію в The Astrophysical Journal, написану ним у співавторстві з колегою Джозефом Дженсеном з Університету Юта-Веллі в Оремі. Блекслі, який очолює науковий персонал, що підтримує оптичні та інфрачервоні обсерваторії NSF, є піонером у використанні методу SBF для вимірювання відстаней до галактик, а Дженсен був одним із перших, хто застосував метод на інфрачервоних довжинах хвиль. Вони тісно співпрацювали з Ма над аналізом. “Вся історія астрономії в певному сенсі є спробою зрозуміти абсолютний масштаб Всесвіту, який потім розповідає нам про фізику”, – сказав Блекслі, згадуючи подорож Джеймса Кука на Таїті у 1769 році для вимірювання транзиту Венери, щоб вчені могли розрахувати справжній розмір Сонячної системи.
