Скорость расширения Вселенной определили по гравитационным волнам

Одна из главных неразрешимых проблем астрофизики и космологии — расширение Вселенной. С тем, что оно ускоряется, научное сообщество в основном согласно (хотя и тут высказываются сомнения). По поводу причин — тоже вроде бы достигнут некий консенсус.

Скорость же расширения остается предметом жарких дебатов. Ее оценка по реликтовому излучению дает одни результаты (67,4 км/с/Мпк), по близлежащим сверхновым и цефеидам — другие (73 км/с/Мпк). И те, и другие измерения проводились неоднократно, поэтому результаты достаточно достоверны. Тем большее раздражение вызывает разница — не зря ее называют напряжением Хаббла.

Принципиально иной метод измерения мог бы поставить точку в этом вопросе. Авторы нового исследования в The Astrophysical Journal оценили скорость расширения Вселенной по гравитационным волнам, которые образовались в результате столкновения нейтронных звезд.

Получившее обозначение GW170817, это событие было зафиксировано детекторами LIGO и Virgo в 2017 году. Ученым крупно повезло: оно сопровождалось яркой вспышкой во всех диапазонах электромагнитного излучения. Это позволило идентифицировать галактику, где случился катаклизм.

Совместив эту информацию с сигналом гравитационных волн, исследователи смогли получить новое значение постоянной Хаббла, основанное непосредственно на теории гравитации Эйнштейна, — но очень приблизительно.

Авторы новой работы нашли несколько способов уточнить расчеты — применили более сложные модели, усовершенствовали статистические методы и скрупулезно учли ключевые источники неопределенности.

В результате получено наиболее точное на сегодня значение постоянной Хаббла, определенное по гравитационным волнам — 61–70 км/с/Мпк.

Как видно, эта оценка ближе к нижней границе, определенной космическим телескопом «Планк» по реликтовому излучению, хотя опирается на локальные объекты.

Это позволяет предположить, что с нашим пониманием устройства Вселенной, возможно, все в порядке, и новая физика для объяснения парадокса не понадобится.

Тем не менее, результат все еще в четыре раза менее точен, чем ведущие измерения по ближней Вселенной. Чтобы окончательно разрешить напряжение Хаббла с помощью гравитационных волн, необходимо зарегистрировать еще больше столкновений нейтронных звезд. Такие события редки — так что ждать, возможно, придется долго.

Физики рассчитали, когда и как наступит конец Вселенной

Одна из величайших загадок расширения Вселенной могла возникнуть из-за ошибки измерений

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX