„Напрежение на Хъбъл“ или защо Вселената се разширява по-бързо от очакваното
Нови данни на James Webb потвърждава досегашните на Hubble и допълнително озадачават космическите учени
Ново потвърждение на объркващото наблюдение, че Вселената се разширява по-бързо от очакваното, кара учените да се замислят за причината. Тя може да е свързана с някакъв неизвестен фактор, включващ мистериозните космически компоненти тъмна енергия и тъмна материя.
Двегодишните данни от космическия телескоп на НАСА James Webb потвърждават по-ранното откритие на Hubble, че скоростта на разширяване на Вселената е по-бърза - с около 8% - отколкото би се очаквало въз основа на това, което астрофизиците знаят за първоначалните условия в космоса и неговата еволюция в продължение на милиарди години. Това несъответствие се нарича „напрежение на Хъбъл“.
Наблюденията на Webb, най-мощният космически телескоп, разполаган някога, изглежда изключват идеята, че данните от предшественика му са били по някакъв начин дефектни заради грешка на инструмента.
„Това е най-голямата извадка от данни от телескопа Webb - първите му две години в космоса - и тя потвърждава озадачаващото откритие от Hubble, с което се борим от десетилетие - Вселената сега се разширява по-бързо, отколкото най-добрите ни теории могат да обяснят“, казва пред Reuters астрофизикът Адам Рийс от Johns Hopkins University в Мериленд, водещ автор на изследването, публикувано в понеделник в Astrophysical Journal. „Да, изглежда, че има нещо, което липсва в нашето разбиране за Вселената“.
По думите на нобеловия лауреат по физика за 2011 г. за съоткриването на ускоряващото се разширяване на Вселената „нашето разбиране съдържа много незнание за два елемента - тъмната материя и тъмната енергия - а те съставляват 96% от нея, така че това не е маловажно.“
„Резултатите от Webb могат да се тълкуват като предположение, че може би има нужда да преразгледаме нашия модел на Вселената, въпреки че в момента е много трудно да се определи какво точно означава това“, казва Сиян Ли, докторант по астрономия и астрофизика в Johns Hopkins University и съавтор на изследването.
Тъмната материя, за която се смята, че съставлява около 27% от Вселената, е хипотетична форма на материя. Тя е невидима, но се предполага, че съществува въз основа на гравитационното ѝ въздействие върху обикновената материя - звезди, планети, луни, всички неща на Земята - която съставлява около 5% от Вселената.
Тъмната енергия, за която се смята, че съставлява приблизително 69% от космическото пространство, е предполагаема форма на енергия, проникваща в огромни пространства, която противодейства на гравитацията и стимулира ускореното разширяване на Вселената.
Но с какво може да се обясни аномалната скорост на разширяване?
„Съществуват много хипотези, които включват тъмна материя, тъмна енергия, тъмно лъчение - например неутрино (вид призрачна субатомна частица) - или самата гравитация, която има някои екзотични свойства като възможни обяснения“, казва Рийс.
Изследователите използват три различни метода за измерване на специфичен показател - разстоянията от Земята до галактиките, в които са регистрирани пулсиращи звезди, наречени цефеиди. Измерванията на Webb и Hubble са в хармония.
Скоростта на разширяване на Вселената - величина, наречена „константа на Хъбъл“ - се измерва в километри в секунда на мегапарсек. Това разстояние, равно на 3,26 милиона светлинни години. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година - 9,5 трилиона километра.
Според стандартния модел на космологията - в общи линии, общоприетата наука за Вселената - стойността на „константата на Хъбъл“ би трябвало да е около 67-68. Данните на двата телескопа обаче дават средна стойност от около 73, с диапазон от около 70-76.
Събитието Голям взрив преди 13-14 милиарда години поставя началото на Вселената и оттогава тя се разширява. През 1998 г. учените разкриват, че това разширяване всъщност се ускорява, като хипотетичната причина за това е тъмната енергия.
„Нуждаем се от повече данни, за да характеризираме по-добре тази следа. Точно какъв е размерът на несъответствието? Дали то е в долния край - 4-5% - или в горния край - 10-12% - на това, което позволяват настоящите данни? В какъв диапазон от космическото време се проявява то? Отговорите на тези въпроси ще ни дадат допълнителна информация“, казва Рийс.