Космический телескоп "Хаббл" помог астрофизикам сделать самые точные расчеты скорости расширения Вселенной. Впервые значения этой скорости были получены более 50 лет назад и теперь пришло время их корректировать. В ходе работы ученые пришли к интригующим предположениям - оказывается, что расширение Вселенной происходит с большей скоростью, чем это предполагалось ранее. Единственной причиной такого явления, по мнению ученых, может быть новая физика.
Адам Рисс вместе со своей группой научных работников используют "Хаббл", чтобы определить расстояние до отдаленных звезд и галактик. Этой работой они занимаются уже на протяжении шести лет. Результаты работы Рисса используются для вычисления постоянной "Хаббла". В итоге оказалось, что ожидаемое значение скорости расширение, которое получено аппаратом ESA "Planck" не соответствует действительности. Разница составила 9%.
По данным, которые были получены при помощи спутника, постоянная Хаббла должна иметь значение 67 км/сек*на мегапарсек. Но работа ученых под руководством Адама Рисса показала, что значение данного показателя находится на отметке 73 км/сек*на мегапарсек. Это доказывает, что скорость движения структур в космосе выше, чем считалось ранее
"Хаббл" позволил получить настолько точные данные, что ученые исключают возможность погрешности при использовании данного метода. Результаты проверялись несколько раз разными способами.
Теперь ученые думают, что все это не какая-то ошибка или неточность в расчетах, а неизвестное доселе свойство Вселенной, о которой только предстоит узнать.
Как объяснить несоответствие
Адам Рисс уверен, что ответ на несоответствие необходимо искать в 95% той части Вселенной, которая окутана тьмой. Одним из существующих объяснений является возможность темной материи расталкивать галактики. Отсюда следует, что определенного показателя ускорения расширения Вселенной не существует; в разные моменты времени этот параметр будет иметь разные величины.
Второе объяснение, которое дают ученые, - наличие в космосе некой субатомной частицы, которая движется в пространстве со скоростью, приблизительно равной скорости распространения света. Эти частицы в совокупности с другими, например, нейтрино, образуют "темное излучение". В отличие от все тех же нейтрино, сове влияние такие частицы могут оказывать через гравитационные силы.
И еще одно предположение, которым поделилась группа исследователей, заключается в возможной более тесном взаимодействии темной материи с обычным веществом.
Доказательство одного из этих предположений приведет к тому, что порушатся все существующие теоретические модели. Все это станет причиной того, что значение Хаббла при наблюдении за космосом окажется некорректным. Пока ответа на этот вопрос нет, но команда Рисса продолжает работу в этом направлении.
Дистанционная лестница как метод уточнения постоянной Хаббла
Группа Адама Рисса для уточнения постоянной Хаббла использовала метод уточнения и расширения дистанционной космической лестницы. Данный метод применяется учеными в том случае, когда необходимо определить максимально точное расстояние до интересующего астрофизиков космического объекта. Сравнивая поученные данным способом расстояния с теми, которые были получены в ходе измерений по "растяжению света" от расходящихся в разные стороны галактик, удалось определить ту самую постоянную Хаббла.
Однако, величина постоянной напрямую зависит от точности проводимых вычислений. К сожалению, сейчас нет инструмента для определения точных расстояний, например, некой "комической рулетки", поэтому исследователи космоса в качестве маркеров стали использовать некоторые классы звезд, а также сверхновых.
При определении небольших расстояний идеально подходят цефеиды. Они великолепно подходят для работы благодаря точной зависимости между вспышками светимости. Самая известная цефеида - Полярная звезда.
Именно измерение парралакса 8-ми цефеид, расположенных в нашей галактики, позволили получить результаты телескопом "Хаббл".
Звезды под скан
Для того, чтобы применить в своих расчетах и измерениях цефеиды, ученым надо было учесть небольшие колебания этих объектов из-за движения нашей планеты по своей орбите. Полученное значение равняется 1/100 пикселя - величина настолько малая, что ее можно сравнить с песчинкой, которое необходимо рассмотреть с расстояния 160 км.
Чтобы повысить точность результатов работы, ученые разработали новый метод измерений, которые не был заложен конструкторами в момент создания телескопа. Телескоп сканировал положение звезд в космическом пространстве с периодичностью 1000 раз за 60 секунд. Это происходило 6 месяцев в году на протяжении последних четырех лет.
Использовав новейшие технологии и собственный метод, ученые смогли заполучить яркость свечения цефеид в Млечном Пути, а потом сравнить имеющиеся результаты с показателями светимости их "братьев и сестер" в других галактиках. Все это позволило сделать измерения более точными.
В своем сообщении Адам Рисс заметил, что новый метод дал возможность измерить свосем крошечные смещения. Теперь его команде предстоит задача еще больше минимизировать погрешность с использованием данных "Хаббла" и космического спутника "Planck", которые продолжают свою работу по сканированию звезд.
В итоге ученые должны будут получить беспрецедентно точные значения расстояний до звезд, что должно помочь в выявлении существующих неточностей.
1
