Почему так трудно определить скорость расширения Вселенной?

Вселенная огромна, но при этом продолжает непрерывно расширяться. Скорость этого распространения до сих пор остаётся предметом бурных научных дебатов, но этот параметр имеет гигантское значение для понимания масштабов, размера и возраста Вселенной. Этот показатель называется «постоянной Хаббла», в честь прославленного американского астронома. В 1925 году этот учёный первым заметил, что объекты, считавшиеся до того спиральными туманностями, на самом деле являются самостоятельными галактиками, находящимися за пределами Млечного Пути. Это показало, что космос намного более огромен, чем привыкли считать люди.

Большинство галактик демонстрируют так называемое красное смещение, то есть у их света за то время, пока он долетает до нас, снижается частота излучения. Этот эффект показал астрономам, что эти космические объекты удаляются от нас. В 1929 году Хаббл опубликовал статью, в которой декларировал, что чем дальше от нас та или иная галактика, тем больше её ускорение. Несмотря на то, что сегодня автором этого открытия традиционно принято считать именно этого американского учёного, он был не единственным, кто высказывал эту идею. Бельгийский священник и космолог Жорж Леметр пришел к такому же выводу двумя годами ранее, но его работа не была, по большому счёту, замечена коллегами.

Скорость расширения Вселенной
Скорость расширения Вселенной. Автор: Fredrik

Установить факт расширения Вселенной оказалось легче, чем определить скорость, с которой она это делает. Существует два подхода к решению этой задачи. Первый заключается в изучении реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва. Рассматривая распределение в нём материи и сопоставляя эту картину с теми реалиями, которые мы видим сегодня, можно попытаться определить искомый параметр. Второй подход видится в поиске критериев, которые помогли бы установить, как далеко друг от друга находятся те или иные объекты. Если мы знаем точное расстояние до одного из них и определяем его скорость посредством измерения красного смещения, мы можем получить постоянную Хаббла (H0).

В последнем случае нам нужны «стандартные свечи», то есть объекты с известной светимостью. В этом качестве часто используется цефеиды, которые становятся ярче и тусклее через строго определённые временные промежутки. При этом чем дольше интервал, тем звезда ярче. Когда астрономы засекают характерное мерцание цефеиды, по её светимости они легко устанавливают дистанцию до неё. Не так давно с помощью цефеид была составлена карта Млечного пути.

И вот теперь мы, наконец, подошли к самому главному — два описанных метода дают разные результаты. Ученые, изучавшие чрезвычайно детальную карту реликтового излучения, пришли к выводу, что Вселенная расширяется со скоростью около 67 километров в секунду на мегапарсек. То есть через каждые 3.26 миллиона световых лет скорость удаления объектов увеличивается на 67 км/с.

Второй метод был использован группой исследователей, придумавших себе забавное название «SH0ES» («Туфли»). Эти затейники провели подсчёты с помощью цефеид и взорвавшихся сверхновыми белых карликов, в результате чего получили немного большую скорость — 74 км/с на мегапарсек. Ещё одна команда, H0LiCOW («Священная корова»), рассматривала через гравитационные линзы квазары, и у неё значение H0 составило примерно 73 км/с на мегапарсек. И уже совсем недавно третий научный коллектив попытался идентифицировать новый тип стандартной свечи. В этом качестве они рассмотрели красных гигантов, которые в своём жизненном цикле достигли предсказуемого момента потускнения в связи с переходом с водородного на гелиевое топливо. Здесь H0 составил чуть менее 70 км/с на мегапарсек. Как видим, четыре имеющихся значения не так уж сильно отличаются.

Надо отметить, что первая оценка скорости расширения Вселенной составляла более 500 км/с на мегапарсек. Судя по всему, несмотря на то, что наука ещё не установила точное и окончательное значение этого параметра, она к нему гораздо ближе, чем 90 лет назад. Также вам, наверное, будет приятно услышать, что Леметр в конечном итоге получил заслуженное признание. В 2018 году Международный астрономический союз проголосовал за переименование закона, который ранее носил только имя Эдвина Хаббла. Сегодня идея расширения космоса описывается законом «Хаббла-Леметра».

Text.ru - 100.00%

Поделиться ссылкой:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector