Американские ученые из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики показали, что Вселенная на две трети состоит из темной энергии и на треть — из материи и темной материи. Также исследователи предложили новое значение постоянной Хаббла, которое превышает предыдущие теоретические оценки. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Как известно, Вселенная постоянно расширяется, что может быть связано с гипотетическим типом энергии — темной энергией. Этот процесс можно косвенно изучать через наблюдения за сверхновыми типа Iа. Их взрывы происходят тогда, когда белые карлики (останки звезд, подобных Солнцу) накапливают слишком много массы и вступают в термоядерную реакцию. Так как сверхновые часто бывают ярче целых галактик, их можно наблюдать на большом расстоянии, вплоть до 10 млрд световых лет, что составляет более трех четвертей общего возраста Вселенной. Видимая яркость сверхновых, которая уменьшается по мере увеличения расстояния, с учетом красного сдвига может считаться маркером времени и пространства. С помощью этой информации можно сделать вывод о скорости расширения Вселенной в разные эпохи. Такие данные могут быть использованы для проверки теоретических расчетов.
Американские ученые использовали алгоритм Pantheon+, основанный на базе данных из более чем 1,5 тысячи взрывов сверхновых типа Iа. Самая дальняя сверхновая расположена на расстоянии 10,7 млрд световых лет, когда благодаря темной материи и гравитации скорость расширения Вселенной была практически постоянной. Однако в следующие несколько миллиардов лет влияние темной энергии преобладало над темной материей, что и связано с расширением Вселенной. По оценкам ученых, сейчас Вселенная на 66,2% состоит из темной энергии и на 33,8% из материи и темной материи. Чтобы оценить состав Вселенной в другие эпохи, ученые объединили данные Pantheon+ с данными SH0ES — исследования, результаты которого позволяют измерить постоянную Хаббла. Согласно ученым, сейчас ее значение составляет 73,4 км/с на мегапарсек, причем доля неопределенности составляет всего 1,3%. Таким образом, каждый мегапарсек, то есть 3,26 млн световых лет, Вселенная расширяется со скоростью около 260 тысяч км/ч.
Тем не менее эти расчеты не согласуются с другими вариантами. Например, расчеты, сделанные по реликтовому микроволновому излучению с учетом стандартной космологической модели, предлагают гораздо меньшее значение постоянной Хаббла. В настоящий момент эти разногласия трудно объяснить. Некоторые эксперты предполагают, что в ранние этапы жизни Вселенной действовали экзотические, пока неизвестные законы физики. Однако такие теории все еще вызывают множество сомнений, и их трудно доказать.
Ученые считают, что алгоритм Pantheon+ может позволить исследовать Вселенную во время, когда в ней преобладала темная материя, а не темная энергия. Это также поможет изучить сущность самой темной энергии.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
