Розширення Всесвіту виміряли за допомогою розміру гравітаційних лінз

Астрофізики скористалися оцінкою реальних розмірів гравітаційних лінз для уточнення постійної Хаббла, яка описує швидкість розширення Всесвіту. Вчені використовували отримані величини для коригування методу стандартних свічок. У результаті у них вийшло значення 82,4 кілометрів на секунду на мегапарсек - 10 відсотків, пишуть автори в журналі. Результат не узгоджується з даними щодо реліктового випромінювання і посилює невідповідність різних методів оцінки розширення простору.


Вимірювання властивостей далеких галактик свідчать про розширення Всесвіту, причому цей процес прискорюється з часом. Чисельним показником темпу розширення є постійна Хаббла, яка пов'язує видиму швидкість видалення галактик з відстанями до них. Зараз Всесвіт розширюється прискорено, але в його минулому були й інші епохи. У зв'язку з цим постійна Хаббла насправді залежить від часу.


Існує кілька принципово різних способів визначення постійної Хаббла. Їх точність за останні роки зросла настільки, що їх оцінки перестали перекриватися в межах помилок. Перший метод пов'язаний з вивченням реліктового випромінювання і дає темп розширення в ранню епоху існування Всесвіту, з чого можна при завданні моделі його еволюції обчислити сучасне значення. Цей метод дає значення 67,4 ^ 0,5 кілометрів на секунду на мегапарсек.

Другий спосіб, також іноді званий локальним (тоді як попередній спосіб називають космологічним) заснований на оцінці світності стандартних звічень - наднових типу Ia. Вважається, що абсолютна пікова світність цих потужних спалахів пов'язана з характером їх загасання. Це дозволяє оцінювати відстань до них, порівнюючи видиму яскравість з теоретичною сумарною. Цей метод свідчить на користь значення постійної Хаббла на рівні 74,03 1,42 кілометрів на секунду на мегапарсек.

Обидва способи неідеальні і мають власні недоліки. Зокрема, перший безпосередньо говорить лише про ранній Всесвіт, а його подальшу еволюцію ми теоретично можемо на даний момент представляти не зовсім коректно. Другий страждає від систематичних помилок, так як визначення відстаней до наднових спирається на ряд інших непрямих методів, причому неточності їх всіх накопичуються.

Ін Джі (Inh Jee) з Інституту астрофізики Товариства Макса Планка і його колеги з Німеччини та Нідерландів запропонували нову калібрування відстаней до наднових. Для цього автори використовують ефект гравітаційного лінзування, тобто заломлення світла тяжінням масивних тел. У рамках цієї роботи вчені використовували всього дві лінзи, відомі як CLASS B1608 + 656 і RXS J1131-1231, чиї червоні зміщення становлять 0,295 і 0,6304, відповідно.

Гравітаційне лінзування і раніше використовували для визначення темпу розширення, але в новій роботі це робиться інакше. Раніше вчені стежили за часом, який проходить між спалахами яскравості різних зображень лінзованого об'єкта. Тепер вчені додали до цієї інформації дані про самих лінзуючих галактиках.

Астрономи оцінили швидкість обертання зірок у дисках цих галактик, що разом з інформацією про різницю шляхів променів лінзованого об'єкта дозволяє знайти абсолютний розмір галактики-лінзи. У результаті можна порівняти отримане значення з вимірюваним кутовим розміром системи, що дозволяє отримати нову оцінку відстані до далекої галактики, що можна використовувати для уточнення шкали відстаней до наднових.


Застосувавши дану калібровку до наднових, автори отримали виключно високе значення постійної Хаббла на рівні 82-8 кілометрів на секунду на мегапарсек. Ця оцінка ледь перетинається по нижній межі з результатами по наднових зі стандартним калібруванням. При цьому вона набагато більше отриманої при аналізі реліктового випромінювання.

На даний момент помилки методу високі, що в першу чергу пов'язано з маленькою вибіркою, в якій всього два об'єкти. Тим не менш, автори відзначають, що ці результати дуже слабо залежать від інших космологічних параметрів, що робить даний метод перспективним. Можливо, велика статистика дозволить вирішити особливо гостру в останні роки «напруженість Хаббла» між різними оцінками швидкості розширення Всесвіту.

Інша спроба побудови альтернативного калібрування для наднових була нещодавно зроблена за допомогою червоних гігантів. Астрофізики раніше пропонували альтернативні пояснення для космологічних оцінок, які дозволяють примирити їх з локальними. У минулому були подібні ідеї і щодо даних по наднових, але нові роботи не підтверджують існування необхідних особливостей в розподілі речовини в найближчій космічній околиці.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND