Физики уточнили постоянную Хаббла и возраст Вселенной

Американские и британские физики, используя известные расстояния от Земли до пятидесяти галактик, уточнили значение постоянной Хаббла, использующейся в расчетах возраста Вселенной, который, в соответствии с новыми данными, составляет 12,6 миллиардов лет. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomical Journal.

На сегодняшний день время Большого взрыва, породившего Вселенную, ученые оценивают с помощью компьютерного моделирования, которое основывается на расстоянии до самых старых звезд, поведении галактик и скорости расширения Вселенной. Идея состоит в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется, чтобы все объекты вернулись в начальное состояние.

Ключевой параметр для расчета “начала всего” — постоянная Хаббла, коэффициент, который использовал американский ученый Эдвин Хаббл, впервые рассчитавший скорость расширения Вселенной в 1929 году. Этот коэффициент связывает расстояние до внегалактического объекта — галактики или квазара — со скоростью его удаления.

Более современный метод, использующий для оценки возраста Вселенной реликтовое излучение — космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, равномерно заполняющее Вселенную и возникшее в момент Большого взрыва, — дает другое значение постоянной Хаббла и, соответственно, другой возраст точки отсчета.

Исследователи из США и Великобритании во главе с астрономом Джеймсом Шомбертом из Орегонского университета использовали принципиально новую методику расчета расстояний в космосе, независимую от постоянной Хаббла, а использующую основанную на эмпирических наблюдениях зависимость Талли-Фишера, связывающую массу или светимость спиральной галактики со скоростью ее вращения.

“Проблема масштаба расстояний, как известно, невероятно трудна, потому что расстояния до галактик огромны, а индикаторы этих расстояний слабы и их трудно калибровать”, — приводятся в пресс-релизе Орегонского университета слова Шомберта.

Используя точно определенные расстояния до 50 галактик в качестве ориентиров, авторы рассчитали удаленность 95 других галактик, и уточнили коридор значений отношения Талли-Фишера. Более точный учет масс и скоростей вращения галактик позволили математическим путем получить возраст и скорость расширения Вселенной.

По данным исследователей, постоянная Хаббла — скорость расширения Вселенной — составляет 75,1 ±2,3километра в секунду на мегапарсек, а возраст Вселенной — около 12,6 миллиардов лет.

Традиционные методы вычисления определяют значения Хаббла в районе 75, а метод реликтового излучения — около 67. Авторы пишут, что “значение ниже 70 можно исключить с 95-процентной степенью достоверности”.

Различные методы, опирающиеся на разные значения постоянной Хаббла, оценивают возраст Вселенной между 12 миллиардами и 14,5 миллиардами лет. Так, например, по данным космического зонда НАСА WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), изучающего реликтовое излучение, этот возраст составляет 13,77 миллиардов лет, и именно эта цифра используется в стандартной модели космологии Большого взрыва.

“Эта разница находится далеко за пределами наблюдательных ошибок и вызывает много трений в космологическом сообществе, свидетельствуя о том, что наше понимание физики Вселенной неполно”, — отмечает Шомберт.

Новое исследование, частично основанное на наблюдениях, проведенных с помощью космического телескопа “Спитцер”.

Источник:https://aboutspacejornal.net/2020/07/27/%d1%84%d0%b8%d0%b7%d0%b8%d0%ba%d0%b8-%d1%83%d1%82%d0%be%d1%87%d0%bd%d0%b8%d0%bb%d0%b8-%d0%bf%d0%be%d1%81%d1%82%d0%be%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%83%d1%8e-%d1%85%d0%b0%d0%b1%d0%b1%d0%bb%d0%b0-%d0%b8-%d0%b2/