То, что расширение вселенной ускоряется, это ясно. Но вот насколько, остается пока что непонятным. Новый метод измерений должен помочь в решении этой загадки.
Космос раздувается с нарастающей скоростью, но при этом явно неравномерно, что является загадкой для астрофизиков. Фото: NASA/ESA/Hubble
Космос состоит преимущественно из элементов, которые до сих пор никаким наблюдениям не поддаются. Все, что мы сами можем воспринимать и наблюдать с помощью современных инструментов наблюдения, это, очевидно, лишь малая часть того, что на самом деле представляет собой Вселенная. Так, например, исходя массы видимых звезд, невозможно объяснить, почему галактики просто не разлетаются в разные стороны. Поэтому современные теории и предполагают существование невидимой массы, получившей название «темная материя», гравитационная сила которой обеспечивает, что звездные скопления и галактики сохраняют свою форму.
Загадочная темная энергия
Но еще одна необъяснимая до сих пор сила действует таким образом, что вселенная набирает все большую скорость в своем расширении. За это ускоренное «вздутие» вселенной в соответствии с действующей стандартной космологической моделью было решено считать ответственной так называемую темную энергию. Источник этой энергии науке совершенно неизвестен, но при этом неоднократно проводившиеся расчеты показывают, что эта темная энергия составляет около 70 процентов всего энергосодержания вселенной.
А вот насколько быстро космос разлетается в разные стороны, фиксируется по так называемой постоянной Хаббла. Но пусть термин «постоянная Хаббла» не вводит вас в заблуждение, ибо эта величина ни в коем случае не выглядит сейчас константой. Если измерять скорость расширения космоса в околоземной среде, то она достигает 74 километров в секунду за мегапарсек. Однако если провести вычисление постоянной Хаббла по космическому фоновому излучению, то в результате мы получим ускорение всего 68 километров в секунду на мегапарсек (один парсек равен 3,26 световых года).
Противоречивые данные
Разумеется, что можно предположить, будто один из двух методов измерения постоянной Хаббла может быть некорректен, а может быть, даже оба. Но если все же оба результата измерений на самом деле соответствуют действительности, остается только одна возможность: скорость, с которой расширяется вселенная, не увеличивается непрерывно по нарастающей, но при этом ускорение, со своей стороны, демонстрирует собственное резкое ускорение.
И вот теперь астрономы группы Хираньи Пейрис их Университетского колледжа Лондона предложили метод, основанный на гравитационных волнах, который мог бы, наконец, решить загадку расходящихся значений постоянной Хаббла. «Согласно нашим расчетам, наблюдения двойных систем нейтронных звезд в течение следующих нескольких лет обеспечат достаточно данных о гравитационных волнах, чтобы получить независимое и точное значение для постоянной Хаббла», - заявил ведущий автор исследования Стивен Фини из Института Флатирон в Нью-Йорке в научном журнале Physical Review Letters.
Гравитационные волны в помощь
Гравитационные волны возникают, наряду с прочим, тогда, когда две нейтронные звезды в двойной системе вращаются вокруг друг друга, сближаются и, в конце концов, происходит их столкновение. Такие драматические столкновения вызывают волнообразные изменения кривизны пространства-времени, которые можно обнаруживать, в частности, с помощью детектора гравитационных волн Ligo, расположенного в Соединенных Штатах.
«По нашим расчетам, пятидесяти таких столкновений нейтронных звезд будет достаточно, чтобы собрать необходимое количество данных по гравитационным волнам. И уже на основании результатов этих измерений, наконец, впервые появится возможность определить точное значение постоянной Хаббла», - считает Фини. Но нам еще придется запастись некоторым терпением в ожидании решения этой космической загадки. «Чтобы собрать соответствующие данные о столкновениях, нам понадобится еще пять-десять лет», - надеется исследователь.
0
