Телескопът „Джейм Уеб“ потвърждава, че Вселената се разширява с неочаквана скорост

Ново потвърждение на озадачаващото наблюдение, че Вселената се разширява по-бързо от очакваното, кара учените да се замислят за причината - може би става въпрос за някакъв неизвестен фактор, включващ мистериозните космически компоненти тъмна енергия и тъмна материя.

Двегодишните данни от космическия телескоп на НАСА „Джеймс Уеб“ потвърждават по-ранното откритие на космическия телескоп „Хъбъл“, че скоростта на разширяване на Вселената е по-бърза - с около 8 % - отколкото би се очаквало въз основа на това, което астрофизиците знаят за първоначалните условия в космоса и неговата еволюция в продължение на милиарди години. Това несъответствие се нарича „напрежение на Хъбъл“.

Наблюденията на Уеб, най-мощния космически телескоп, който някога е бил използван, изглежда изключват идеята, че данните от неговия предшественик Хъбъл са били по някакъв начин погрешни поради грешка на инструмента.

„Това е най-голямата извадка от данни от телескопа Уеб - първите му две години в космоса - и тя потвърждава озадачаващото откритие от космическия телескоп Хъбъл, с което се борим от десетилетие - Вселената сега се разширява по-бързо, отколкото най-добрите ни теории могат да обяснят“, казва астрофизикът Адам Рийс от университета „Джон Хопкинс“ в Мериленд, водещ автор на изследването, публикувано в понеделник в Astrophysical Journal и цитирано от „Ройтерс“.

„Да, изглежда, че има нещо, което липсва в нашето разбиране за Вселената“, добавя Рийс, Нобелов лауреат по физика за 2011 г. за съоткриването на ускоряващото се разширяване на Вселената. „Нашето разбиране за Вселената съдържа много незнание за два елемента - тъмната материя и тъмната енергия - а те съставляват 96 % от Вселената, така че това не е маловажно.“

„Резултатите от Уеб могат да се тълкуват като предположение, че може би има нужда да преразгледаме нашия модел на Вселената, въпреки че в момента е много трудно да се определи какво точно е това“, казва Сиян Ли, докторант по астрономия и астрофизика в университета „Джон Хопкинс“ и съавтор на изследването.

Тъмната материя, за която се смята, че съставлява около 27% от Вселената, е хипотетична форма на материя, която е невидима, но се предполага, че съществува въз основа на гравитационното ѝ въздействие върху обикновената материя - звезди, планети, луни, всички неща на Земята - която съставлява около 5% от Вселената.

Тъмната енергия, за която се смята, че съставлява около 69 % от Вселената, е предполагаема форма на енергия, проникваща в огромни пространства, която противодейства на гравитацията и стимулира ускореното разширяване на Вселената.

С какво може да се обясни аномалната скорост на разширяване?

„Съществуват много хипотези, които включват тъмна материя, тъмна енергия, тъмно лъчение - например неутрино (вид призрачна субатомна частица) - или самата гравитация, която има някои екзотични свойства като възможни обяснения“, казва Рийс.

Изследователите използват три различни метода за измерване на специфичен показател - разстоянията от Земята до галактиките, в които са регистрирани пулсиращи звезди, наречени цефеиди. Измерванията на Уебб и Хъбъл бяха в унисон.

Скоростта на разширяване на Вселената - величина, наречена константа на Хъбъл - се измерва в километри в секунда на мегапарсек, разстояние, равно на 3,26 милиона светлинни години. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година - 5,9 трилиона мили (9,5 трилиона км).

Според стандартния модел на космологията - общоприетото схващане за Вселената - стойността на константата на Хъбъл би трябвало да е около 67-68. Данните на Хъбъл и Уеб дават средна стойност от около 73, с диапазон от около 70-76.

Събитието Голям взрив преди 13-14 милиарда години поставя началото на Вселената и оттогава тя се разширява. През 1998 г. учените разкриват, че това разширяване всъщност се ускорява, като хипотетичната причина за това е тъмната енергия.

В новото изследване са разгледани данни от Уеб, които обхващат около една трета от пълния списък на съответните галактики на Хъбъл. През 2023 г. изследователите обявиха, че по-ранните междинни данни от Уебб потвърждават констатациите от Хъбъл.

И така, как може да бъде разрешена тази загадка на напрежението в Хъбъл?

„Нуждаем се от повече данни, за да характеризираме по-добре тази следа. Точно какъв е размерът му (на несъответствието)? Дали несъответствието е в долния край - 4-5% - или в горния край - 10-12% - на това, което допускат настоящите данни? В какъв диапазон от космическото време се проявява то? Това ще даде допълнителна информация за идеите“, казва Рийс.