Новые данные Джеймса Уэбба показывают, что кризис в космологии сохраняется

Что-то очень странное происходит с космологией. За последние несколько десятилетий один большой вопрос создал кризис в этой области: насколько быстро расширяется Вселенная? Мы знаем, что Вселенная расширялась со времени Большого взрыва, но точная скорость этого расширения до сих пор достоверно не известна. Проблема в том, что скорость расширения, похоже, различается в зависимости от того, какие факторы используются для ее измерения, и никто не знает, почему.

Недавно новое исследование с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба дало понять, что эта проблема не исчезнет в ближайшее время. Уэбб уточнил предыдущие измерения скорости расширения, сделанные с использованием данных космического телескопа Хаббл , и вопиющее несоответствие все еще существует.

Скорость расширения Вселенной известна как постоянная Хаббла, и существует два основных способа ее измерения. Первый способ — посмотреть на далекие галактики и определить, насколько далеко они находятся, глядя на определенные типы звезд , которые имеют предсказуемый уровень яркости. Это говорит вам, как долго свет путешествовал из этой галактики. Затем исследователи смотрят на красное смещение этой галактики, которое показывает, насколько сильное расширение произошло за это время. Это метод измерения постоянной Хаббла, используемый космическими телескопами, такими как Хаббл и Уэбб.

Другой метод — посмотреть на оставшееся от Большого взрыва излучение, называемое космическим микроволновым фоном. Глядя на эту энергию и на то, как она варьируется во Вселенной, исследователи могут смоделировать условия, которые, должно быть, создали ее. Это позволяет увидеть, как Вселенная должна была расширяться с течением времени.

Проблема в том, что эти два метода расходятся во мнениях относительно окончательного значения постоянной Хаббла. И поскольку методы измерения становятся все более точными, разница не исчезает.

Недавнее исследование использовало Уэбба для изучения конкретных звезд, используемых для расчета расстояний, называемых переменными цефеид. Исследователи изучили галактику NGC 5584, чтобы увидеть, действительно ли измерения этих звезд, проведенные Хабблом, точны. Если это не так, это могло бы объяснить расхождение в оценках постоянной Хаббла.

Исследователи взяли предыдущие измерения звезд Хабблом и направили Уэбба на те же звезды, чтобы увидеть, есть ли важные различия в данных. Хаббл был спроектирован так, чтобы смотреть в основном в видимом диапазоне длины волны света, но звезды приходилось наблюдать в ближнем инфракрасном диапазоне из-за пыли на пути, поэтому возникла мысль, что, возможно, инфракрасное зрение Хаббла было недостаточно четким, чтобы видеть звезды. точно.

Однако этому объяснению не суждено было произойти. Уэбб, работающий в инфракрасном диапазоне, изучил более 300 переменных цефеид, и исследователи обнаружили, что измерения Хаббла были верными. Они могли бы даже точнее определить свет этих звезд.

Итак, насколько нам известно, несоответствие постоянной Хаббла все еще существует и все еще вызывает проблемы. Существуют самые разные теории о том, почему это может быть: от теорий о темной материи до недостатков в наших теориях гравитации. На данный момент вопрос остается твердо открытым.

Исследование было принято к публикации в The Astrophysical Journal.