Японски учени създадоха „полицейски радар за Вселената“ и потвърдиха пропукване във фундаменталната физика

Изследователи от Токийския университет, съвместно с международната група TDCOSMO представиха нов високоточен метод за измерване на скоростта на разширяване на Вселената, който нарекоха „полицейски радар за Вселената“.

Това е нов начин за определяне на космологичните разстояния, който потенциално може да реши проблема с напрежението на Хъбъл и дори да отвори пътя към нова физика.

Методът, предложен от учените се основава на анализ на събитията, свързани със силно гравитационно обективиране: масивни галактики изкривяват светлината на далечни квазари, като създават множество изображения на източника с определено закъснение. Квазарите (активните ядра на галактиките, т.е. активно захранваните черни дупки) светят с променлива яркост. Тези вариации се възпроизвеждат в „копия“ с определени времеви закъснения, като се отчита продължителността на пътя на светлината през изкривеното пространство-време. Познавайки масата на галактиката и разпределението на тази маса в пространството, учените могат точно да изчислят разстоянието до галактиката-обектив и далечния квазар, чиято светлина тя пречупва.

Това е независим метод за изчисляване на разстоянията във Вселената, различен от традиционната „стълбица на разстоянията“ – измерванията на яркостта на цефеидите и свръхновите от тип Ia.

Методът би трябвало да помогне за разрешаването на проблема с напрежението на Хъбъл: несъответствието на константата на Хъбъл при измерванията на скоростта на разширяване на Вселената в непосредствена близост до нас и от реликтовото излъчване.

Използвайки извадка от осем квазара и новия метод, екипът получи константа на Хъбъл, равна на 72,8 ± 3,3 km/s/Mpc с грешка от 4,5%. Това съвпада с местните измервания (от цефеиди и Ia свръхнови, ~73 km/s/Mpc), но се различава значително от стойността 67,4 km/s/Mpc, дадена от данните за реликтовото излъчване (проект Planck). По този начин учените отново потвърдиха съществуването на напрежението на Хъбъл: то не може да бъде резултат от грешка в изчисленията с помощта на „стълбата на разстоянията“, което означава, че проблемът е реален.

Този проблем може да означава съществуването на нова физика извън стандартния ΛCDM космологичен модел. През следващите години екипът планира да увеличи извадката от гравитационно обективирани квазари от няколко десетки на стотици обекти благодарение на телескопите James Webb, Euclid и LSST. Това ще доведе до намаляване на грешката до 1-2% и ще установи окончателно дали разминаването между ранните и късните измервания на константата на Хъбъл се дължи на систематични грешки или е доказателство за неизвестни физически процеси в еволюцията на Вселената.