Что-то происходит в космологии, что может заставить нас переписать несколько учебников. Все это сосредоточено вокруг измерения расширения Вселенной, что, очевидно, является довольно важной частью нашего понимания космоса.
Расширение Вселенной регулируется двумя вещами: Темная энергия и Темная материя. Они как инь и ян космоса. Один стимулирует расширение, а другой тормозит расширение. Темная энергия заставляет вселенную постоянно расширяться, в то время как Темная Материя обеспечивает гравитацию, которая задерживает это расширение. И до сих пор Темная Энергия казалась постоянной силой, которая никогда не колебалась.
Как это известно? Что ж, космический микроволновый фон (CMB) - это один из способов измерения расширения. CMB похож на эхо с первых дней существования Вселенной. Это свидетельство, оставшееся с момента, когда через 380 000 лет после Большого взрыва стабилизировались темпы расширения Вселенной. CMB является источником большей части того, что мы знаем о темной энергии и темной материи. (Вы можете услышать CMB для себя, включив домашнюю радиостанцию и настроившись на статический звук. Небольшой процент этой статической информации поступает от CMB. Это похоже на прослушивание эха Большого взрыва.)
CMB был измерен и изучен довольно тщательно, в первую очередь, планетарной обсерваторией ЕКА и микроволновым зондом анизотропии Уилкинсона (WMAP). Планк, в частности, дал нам снимок ранней Вселенной, который позволил космологам предсказать расширение Вселенной. Но наше понимание расширения Вселенной приходит не только из изучения CMB, но и из константы Хаббла.
Константа Хаббла названа в честь Эдвина Хаббла, американского астронома, который заметил, что скорость расширения галактик может быть подтверждена их красным смещением. Хаббл также наблюдал переменные звезды цефеид, тип стандартной свечи, который дает нам надежные измерения расстояний между галактиками. Объединение двух наблюдений, скорости и расстояния, дало измерение для расширения Вселенной.
Таким образом, у нас было два способа измерить расширение Вселенной, и они в основном согласны друг с другом. Были расхождения между двумя из нескольких процентных пунктов, но это было в пределах ошибки измерения.
Но теперь что-то изменилось.
В новой статье доктор Адам Рисс из Университета Джона Хопкинса и его команда сообщили о более строгом измерении расширения Вселенной. Рисс и его команда использовали космический телескоп Хаббла, чтобы наблюдать 18 стандартных свечей в их галактиках, и уменьшили некоторую неопределенность, присущую прошлым исследованиям стандартных свечей.
Результатом этого более точного измерения является то, что постоянная Хаббла была уточнена. А это, в свою очередь, увеличило разницу между двумя способами измерения расширения Вселенной. Разрыв между тем, что говорит нам постоянная Хаббла, является скоростью расширения, и что CMB, измеренный космическим кораблем Планка, говорит нам, что скорость расширения составляет 8%. И 8% слишком большое расхождение, чтобы его можно было объяснить ошибкой измерения.
Результатом этого является то, что нам, возможно, потребуется пересмотреть нашу стандартную модель космологии, чтобы как-то объяснить это. И прямо сейчас мы можем только догадываться, что может потребоваться изменить. Хотя есть хотя бы пара кандидатов.
Это может быть сосредоточено вокруг Темной Материи и того, как она себя ведет. Возможно, что Темная Материя находится под влиянием силы во Вселенной, которая не действует ни на что другое. Так как о Dark Matter известно так мало, а само название - всего лишь место для чего-то, о чем мы почти полностью ничего не знаем, это могло бы быть.
Или это может быть как-то связано с Темной Энергией. Его название тоже просто место для чего-то, о чем мы почти ничего не знаем. Возможно, Темная Энергия не постоянна, как мы думали, но со временем меняется, чтобы стать сильнее, чем в прошлом. Это может объяснить несоответствие.
Третья возможность состоит в том, что стандартные свечи не являются надежными индикаторами расстояния, как мы думали. Мы уже уточняли размеры стандартных свечей, возможно, мы сделаем это снова.
К чему все это ведет, открыто для предположений на данный момент. Скорость расширения Вселенной изменилась раньше; около 7,5 миллиардов лет назад это ускорилось. Может быть, это снова меняется, прямо сейчас, в наше время. Так как Темная Энергия занимает так называемое пустое пространство, возможно, больше ее создается по мере продолжения расширения. Может быть, мы достигли другого переломного или уравновешивающего уровня.
Единственное, что наверняка, это то, что это загадка. Тот, который мы стремимся понять.
