Дуґлас Адамс (письменник, автор книжки «Путівник Галактикою для космотуристів» — Ред.) сказав нам, що відповідь на питання про життя, Всесвіт і все інше — це число 42. Якби ж космологія була такою простою. Астрономи роками сперечаються про таке ж фундаментальне число, і досі не можуть дійти згоди.
І цим числом є стала Габбла. Вона описує, як швидко розширюється Всесвіт, і прикрою правдою є те, що коли вимірюєш її різними способами, отримуєш різні результати. Виміряйте її за допомогою космічного мікрохвильового фону, стародавнього післясвічення Великого Вибуху, і ви отримаєте приблизно 67 кілометрів за секунду на мегапарсек. Виміряйте її за допомогою близьких наднових, і ви отримаєте значення близько 73. Ці два числа не мають суперечити одне одному. Те, що вони різні, не давало космологам спати вночі протягом більшої частини десятиліття.
Вивчення космічного мікрохвильового фону (показано зображення, отримане за допомогою космічного апарата «Планк») — це один зі способів спробувати звузити значення сталої Габбла. Авторські права на зображення: ESA та Planck Collaboration. Фото з сайту www.universetoday.com.
Тепер група дослідників додала до дискусії абсолютно незалежне вимірювання, і вони зробили це, використовуючи деякі з найнезвичайніших об’єктів у Всесвіті.
Гравітаційні хвилі — це брижі в тканині простору-часу, що виникають при зіткненні масивних об’єктів, таких як чорні діри. LIGO, Virgo та KAGRA, глобальна мережа надзвичайно чутливих детекторів, відстежують ці астрономічні тремтіння з 2015 року. Що робить їх особливими для космології, так це те, що гравітаційні хвилі несуть інформацію про відстань до їхнього джерела, закодовану прямо в самому сигналі. Вони є тим, що відомо як «стандартні сирени» («standard sirens»), як стандартні свічки, але для вух, а не для очей.
У цьому новому дослідженні використано хитрий підхід до цієї ідеї. Більшість подій гравітаційних хвиль не мають аналога у видимому світлі, щоб точно визначити, з якої галактики вони походять. З цими так званими «темними сиренами» («dark sirens») важче працювати, але їх набагато більше. Поєднавши сімнадцять добре локалізованих подій гравітаційних хвиль з глибокими дослідженнями галактик та застосувавши машинне навчання для статистичного розрахунку відстаней, науковці отримали значення сталої Габбла 69,9 кілометрів за секунду на мегапарсек.
Це значення міститься між двома «непримеренними» таборами. І не 67, і не 73, і з огляду на те, що невизначеності зменшуються зі збільшенням кількості виявлених гравітаційних хвиль, результат починає мати справжню вагу.
А ось де справа стає серйознішою. Те, що ми називаємо «сталою» Габбла, насправді є дещо неправильною назвою, це фактично знімок швидкості розширення на даний момент. У ранньому Всесвіті гравітація перемагала, а розширення сповільнювалося. Потім, близько п’яти мільярдів років тому, темна енергія взяла гору та перетворила це на прискорене розширення, яке ми спостерігаємо нині. Швидкість розширення має свою історію, і вона складна.
Частина детектора гравітаційних хвиль KAGRA. На передньому плані показано вакуумну трубку для одного з плечей лазерного інтерферометра. Авторські права на зображення: Christopher Berry. Фото з сайту www.universetoday.com.
Це важливо, бо два основні вимірювання не просто дають різні цифри, вони отримують їх з різних епох. Метод космічного мікрохвильового фону — це, насправді, вимірювання раннього Всесвіту, екстрапольоване до нашого часу з використанням найкращої моделі космічної еволюції. Методом наднових астрономи вимірюють локальний чи місцевий Всесвіт, тобто нинішній. Якщо науковці розходяться в думках, це може означати не помилку одного із таборів. Це може означати: модель еволюції Всесвіту між минулим і теперішнім часом, є принципово неповною, і що темна енергія не така постійна, як ми припускали, або що в ранньому Всесвіті сталося щось несподіване, чого ми не врахували. Ось чому таке незалежне вимірювання, як це, з використанням зовсім іншого фізичного механізму, є таким цінним. Це не просто чергова точка даних, це нова пара очей, або, радше, вух, що стосуються історії космосу.
На жаль, сьогодні це не вирішить суперечку. Але кожне нове виявлення, кожен додатковий бриж, який фіксують детектори, потроху посилює обмеження. З кожним наступним спостережним циклом, що реєструє все більше подій, астрономи наближаються до відповіді. Чи виявиться це 42, чи ні, ще належить побачити!
За інф. з сайту www.universetoday.com
