Постійну Хаббла можна визначати за сильним гравітаційним лінзуванням квазарів на далеких галактиках, проте нехтування кінцівкою розмірів цих галактик призводить до систематичної похибки вимірювань. У результаті різниця між значеннями постійної, визначеної різними методами, стає ще більшою, пишуть астрофізики з Гарварду і Університету Джонса Хопкінса в статті, опублікованій в.
Постійна Хаббла H0 описує, з якою швидкістю розширюється Всесвіт - за законом Хаббла швидкість «втікання» галактики пропорційна відстані до неї, і коефіцієнтом пропорційності є ця постійна. Точніше, описує, як ми бачимо це розширення в даний момент, оскільки з часом «постійна» зменшується. Тому постійна Хаббла має зворотну розмірність часу, зазвичай її виражають за кілометри на секунду на мегапарсек.
Розрахувати цю постійну можна різними способами. Один із способів передбачає вимірювання кутового дозволу флуктуацій реліктового випромінювання, на які впливає постійна Хаббла. Останні вимірювання, виконані космічною обсерваторією «Планк», дають значення H0P = 67,6 ^ 0,6 кілометрів на секунду на мегапарсек. З іншого боку, постійну можна розрахувати безпосередньо вимірюючи за червоним зміщенням швидкість віддалених об'єктів - наприклад, наднових, відстань до яких можна визначити за кривою їх блиску. Такі вимірювання призводять до результату H0S = 73,2 ^ 1,7. Ще один спосіб використовує той факт, що постійна H0 пропорційна тимчасовій затримці між різними зображеннями фонових квазарів, що виникають при сильному гравітаційному лінзуванні, - цей підхід дає H0K = 72 3. Останні два результати не сходяться з даними «Планка», і ця невідповідність - одна з найбільших проблем сучасної астрофізики і космології.
Автори статті спробували пояснити цю розбіжність, врахувавши ефекти, що виникають через кінцевий розмір скупчень галактик, які служать «лінзою» для квазарів. Зазвичай розрахунки затримок ведуться в припущенні, що лінзуючі об'єкти сферично симетричні, а їх щільність падає назад пропорційно ступеня відстані. Однак насправді простір навколо галактик практично не містить речовини, тобто цю залежність потрібно «обрізати» на деякій відстані. Якщо не враховувати цей факт (як у всіх попередніх статтях), то вимірювані значення постійної Хаббла будуть приблизно на один відсоток. Раніше такі деталі були несуттєві, проте останнім часом точність вимірювань сильно зросла, і виникають через кінцівку радіусу ефекти необхідно враховувати. У підсумку «правильне» значення постійної Хаббла виявляється рівним H0K = 73 3.
Крім того, кінцівку радіусу розподілу мас необхідно враховувати в більш тонких гравітаційних ефектах, які також впливають на тимчасову затримку. Іншими словами, гравітаційна дія лінзуючого об'єкта простягається тільки до певної відстані >, поза якою метрика простору буде невідкладною. Облік цього факту, в свою чергу, призводить до поправок до часу затримки близько 10 − 4, що несуттєво при поточній точності експериментів.
Таким чином, у цій роботі вчені переглянули спосіб визначення постійної Хаббла з тимчасової затримки, що виникає при сильному гравітаційному лінзуванні квазарів на масивних об'єктах. Це наблизило значення H0K до H0S, проте так і не пояснило відмінність від значення, визначеного за допомогою космічної обсерваторії «Планк». Навіть гірше - облік поправки ще більше збільшив різницю між цими числами.
Минулого року ми писали про невідповідність між значеннями постійної Хаббла, визначеними за аналізом мікрохвильового фону і відстанню до наднових, що знаходяться в далеких галактиках.