Мерцание «призраков» далеких квазаров указало на иную скорость расширения Вселенной

Четыре линзированных квазара позволили астрономам вычислить скорость расширения Вселенной новым, независимым от других техник методом. Полученный результат показал несоответствие с тем, что рассчитан из наблюдений реликтового излучения, и, возможно, указывает на протекание в раннем космосе пока скрытых от нас процессов. Выводы ученых представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Прелесть этого измерения заключается в том, что оно дополняет предыдущие и при этом не зависит от них», – рассказывает Томмазо Треу, соавтор исследования из Калифорнийского университета (США).

Вопрос о том, как быстро расширяется Вселенная, беспокоит астрономов на протяжении почти столетия. Исследователи беспрерывно придумывают новые методы и совершенствуют старые, чтобы получить точное значение этого параметра, однако итоговые расхождения в результатах, достигающие почти 9 процентов, заставляют их задуматься о возможном существовании какого-то механизма, который они упустили из виду.

В основе спора лежит постоянная Хаббла, число, соотносящее расстояние с красным смещением – значением, на которое растягивается длина волны света при движении к Земле через расширяющуюся Вселенную. Оценки константы варьируются от 67 до 73 километров в секунду на мегапарсек. Это означает, что две точки в пространстве, лежащие друг от друга на расстоянии 3,26 миллиона световых лет, разлетаются со скоростью от 67 до 73 километров в секунду.

«Значение постоянной Хаббла лежит в основе предполагаемых нами физических масштабов Вселенной. Без нее мы не можем точно определять размеры удаленных галактик, расстояние до них, возраст Вселенной и историю космоса», – пояснил Саймон Биррер, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета (США).

Большинство методов получения постоянной Хаббла опираются на два компонента: расстояние до некоторого источника света и его красное смещение. В поисках источника света, который не использовался в предыдущих расчетах, Саймон Биррер и его коллеги обратились к квазарам, однако выбрав не все, а их конкретное подмножество – линзированные, то есть те, чей свет по пути к нам был искажен гравитацией промежуточной галактики.

Свет от двух «призраков» одного квазара проходит к нам по разным маршрутам. Когда яркость квазара меняется, два изображения мерцают одно за другим, а не одновременно. Задержка во времени между этими двумя событиями, наряду с информацией о гравитационном поле промежуточной галактики, может быть использована для отслеживания траекторий света и определения расстояния от Земли до обоих объектов.

Инновационный подход был применен к линзированному квазару SDSS J1206 + 4332. На протяжении нескольких лет астрономы периодически получали его снимки, чтобы точно измерить задержку мерцания двух силуэтов. Затем, для максимально точного расчета значения постоянной Хаббла, они объединили собранные данные с теми, что уже были доступны из наблюдений других трех четырежды линзированных квазаров.

В результате значение постоянной Хаббла оказалось равным примерно 72,5 километра в секунду на мегапарсек. Оно практически совпадает с тем, что опирается на наблюдения сверхновых, но на 8 процентов выше оценки из наблюдений реликтового излучения.

«Разница между полученными значениями говорит нам о том, что Вселенная немного сложнее, чем мы думаем. С другой стороны, возможно, что одно из измерений, или все три, неверны», – добавил Томмазо Треу.

Следующим шагом исследователи называют повторное проведение своих расчетов, но уже с применением 40 четырежды линзированных квазаров, которые способны предоставить больше информации, необходимой для более точного определения скорости расширения Вселенной.