Астрономы использовали космический телескоп Уэбб для исследования скорости расширения Вселенной. Остается загадкой почему сейчас космос расширяется быстрее, чем должен, согласно космологической модели, описывающей раннюю историю Вселенной. Хотя данные телескопа Уэбб подтвердили прошлые данные космического телескопа Хаббл о скорости расширения космоса, одна из главных проблем в космологии осталась. Поэтому ученые считают, что в ранней Вселенной существовал загадочный компонент, который может все объяснить. Исследование опубликовано в Astrophysical Journal, пишет Space.
С конца 90-х годов прошлого века ученые знают о том, что Вселенная расширяется с ускорением, которое ей придает не совсем понятная сила под названием темная энергия. Скорость расширения Вселенной определяется величиной, известной как постоянная Хаббла.
Астрономы с помощью телескопа Уэбб решили проверить прошлые данные о постоянной Хаббла, где были выявлены расхождения, которые предоставил телескоп Хаббл. Расхождения в значении постоянной Хаббла связаны с тем, что разные измерения показывают разные значения. Это получило название проблема Хаббла.
По словам ученых, расхождение между наблюдаемой скоростью расширения Вселенной и предсказаниями стандартной космологической модели указывает на то, что мы не полностью понимаем Вселенную. Астрономы не могут полностью понять эволюцию космоса пока не определят причину возникновения проблемы Хаббла. Она становится особенно явной, если ученые рассматривают космос в больших масштабах.
Для определения постоянной Хаббла астрономы используют расстояния до сверхновых типа 1a или переменных звезд. Эти объекты хорошо показывают, каким образом расширяется космос. Также ученые используют измерения реликтового излучения для понимания скорости расширения Вселенной на ранних этапах ее существования, чтобы предсказать, какой она должна быть сейчас.
Измерения постоянной Хаблла для локальной Вселенной показывают более высокое значение скорости расширения Вселенной, чем она должна быть, согласно Модели Лямбда-CDM. Это стандартная космологическая модель эволюции Вселенной.
На основе этой модели постоянная Хаббла должна составлять примерно 68 км/с на мегапарсек. Но данные телескопа Хаббл показывают, что это значение находится в диапазоне от 70 км/с до 76 км/с на мегапарсек со средним значением 72,8 км/с на мегапарсек. 1 мегапарсек равен 3,26 млн световых лет, а 1 световой год равен 9,4 трлн км.
Авторы нового исследования использовали переменные звезды цефеиды, богатые углеродом звезды, а также самые яркие звезды красные гиганты, чтобы проверить постоянную Хаббла с помощью телескопа Уэбб.
В результате они получили самые точное значение постоянной Хаббла для локальной Вселенной и подтвердили, что данные телескопа Хаббл верны. Исследование показало, скорость расширения космоса в локальной Вселенной составляет 72,6 км/с на мегапарсек, что в принципе сходится с показателями телескопа Хаббл.
И все же в ранней Вселенной скорость расширения космоса была другой, а значит проблема Хаббла никуда не делась. Ученые считают, что в современную стандартную космологическую модель нужно включить еще один компонент, который мог бы все объяснить.
Возможно, этим компонентом, неизвестной загадочной силой, влияющей на расширение ранней Вселенной является ранняя темная энергия. Она могла дать неожиданно большое ускорение для расширения космоса вскоре после Большого взрыва. Хотя расхождение в значении постоянной Хаббла между ранней Вселенной и современностью могут также объяснить необычные свойства темной материи, или же наличие неизвестных частиц.
