Надзвичайні новини зі світу астрономії. Астрономи підтвердили, що ми дійсно не тільки ми щось розуміємо підозрюваний ми не зрозуміли в іншому дослідженні через роки, що їхні спостереження суперечать прогнозам теоретиків. І ми можемо сподіватися, що їхні нові вимірювання допоможуть нам нарешті це зрозуміти, тому що, принаймні, тепер ми знаємо, у чому ми помилялися.
про що я говорю Ну, це те, що називається «напругою Хаббла», і це суперечка між астрономами та космологами-теоретиками про те, хто помилявся щодо того, як швидко розширюється Всесвіт.
Тепер нові спостереження з космічного телескопа Джеймса Вебба, опубліковані цього тижня в The Astrophysical Journal, підтверджують попередні вимірювання, які пов’язують швидкість розширення як більшу, ніж теоретики вважають, що вона повинна бути.
Це зробило рахунок 2-1 для астрономів, і теоретикам є що пояснити.
Давайте зробимо це крок за кроком.
У 1929 році американський астроном Едвін Хаббл оголосив про своє відкриття, що галактики, розкидані по всьому Всесвіту, віддаляються одна від одної – і що чим далі вони, тим швидше вони рухаються. Це свідчить про те, що Всесвіт розширюється, оскільки простір між далекими галактиками розтягується назовні.
Епохальне відкриття Хаббла з тих пір викликало вчених, оскільки вони намагалися визначити, наскільки швидким є це розширення зі значенням, відомим як стала Хаббла.
Перенесімося до 1998 року, коли дві незалежні групи астрономів використали зображення космічного телескопа Хаббла, щоб заглянути у Всесвіт глибше та далі, ніж це було можливо раніше. Вони виявили, шокуюче, що відбувається щось дуже дивне.
Вони виявили, що швидкість, з якою розширювався Всесвіт, з часом зростала. Це було схоже на те, що підкинути бейсбольний м’яч у повітря й виявити, що він не падає назад на Землю, а прискорюється в космос.
Так народилася концепція темної енергії, таємничої сили, яка якимось чином прискорює розширення Всесвіту, можливо, спричиняючи розширення самого простору.
Ці парадоксальні відкриття кинули гайковий ключ у стандартну модель космології, математичну модель історії та еволюції Всесвіту, яка розповідала історію його розширення з моментів Великого вибуху.
Теоретики із задоволенням включили темну енергію в свою математику, а також інший таємничий фактор: темну матерію, невидиме і невиявлене космологічне явище, чий масивний гравітаційний вплив пронизує Всесвіт.
Це була чудова нова теорія. Але математика та спостереження у Всесвіті не співпрацювали б.
Стандартна модель передбачає, що сучасний Всесвіт має розширюватися зі швидкістю 67,4 кілометрів на секунду на мегапарсек (км/с/Мпк), де один мегапарсек охоплює колосальні 3,26 мільйона світлових років.
Але моделі такі ж гарні, як і дошки, на яких вони написані.
Телескоп Hubble точно виміряв швидкість розширення Всесвіту, спостерігаючи за відносно сусідніми галактиками, і в 2018 році виявив вищу швидкість 72,8 км/с/Мпк.
Я можу лише уявити, що це призвело до незручних зустрічей у загальних кімнатах факультетів фізики в університетах по всьому світу, оскільки теоретики й астрономи відчайдушно вдавали, що ці кілька мегапарсеків не такі вже й великі. Як я вже сказав — «тенденція Хаббла».
У 2023 році спостереження з космічного телескопа Джеймса Вебба підтвердили висновки космічного телескопа Хаббла. Потім, у лютому 2024 року, та ж команда оновила своє дослідження, додавши ще більше даних, що підтверджують їхні початкові висновки. Іншими словами, напруга тривала.
Останнє дослідження з використанням найбільшої на сьогодні вибірки спостережень Вебба та трьох різних методів перехресного порівняння даних Хаббла приводить до дуже схожого значення 72,6 км/с/Мпк.
Висновки двох космічних телескопів підтверджують гіпотезу про те, що на швидкість розширення Всесвіту впливає щось, окрім помилки вимірювання, і що наше теоретичне розуміння Всесвіту є неповним.
Це хороша новина як для теоретиків, так і для астрономів. Астрономи мають рацію, і це приємно. Теоретики шукають один із святих Граалів науки: нову фізику, що приблизно перекладається як «очистити дошки — грати далі!» Вони знають, що їхня стара математика була неправильною, а це означає, що там є щось нове для них, щоб відкрити.
Так часто працює фундаментальна наука. Теоретики та експериментатори ходять туди-сюди, щоб знайти істину в останній інстанції.
Це може здатися далеким від повсякденного життя — і хоча це не вплине на податок, який ви заплатите цього року, воно намагається відповісти на основне запитання про те, як ми тут опинилися. І коли ми досліджуємо фундаментальні сили, які формують Всесвіт у цілому, інколи робимо нові відкриття, які можуть мати дивовижні наслідки для майбутнього.
