Новая веха в разрешении «натяжения Хаббла»: интервью с Массимо Паскалем 3:07
Астрофизики получили уникальный инструмент для проверки фундаментальной космологической модели: наблюдение сверхновой типа 1a, искаженной гравитационной линзой. Массимо Паскаль, исследователь из Калифорнийского университета в Беркли, в беседе с каналом Event Horizon рассказал о недавнем открытии, которое может стать ключом к решению проблемы «натяжения Хаббла» — одного из самых значимых противоречий в современной науке.
🌌 Гравитационное линзирование: природный телескоп 3:59
Идея использования гравитационных линз для измерения расширения Вселенной берет начало в теоретических работах Альберта Эйнштейна, а затем была развита Фрицем Цвикки и Сэром Рефсдалом. Массивный объект, расположенный между наблюдателем и далеким источником, искривляет пространство-время, работая как гигантская линза:
- Масштаб: Гравитация объекта «фокусирует» свет далекой галактики, создавая её многократные изображения.
- Задержка времени: Поскольку свет от одного источника проходит до наблюдателя по разным путям, существует временная задержка между появлением события (например, вспышки сверхновой) в разных изображениях.
- Константа Хаббла: Измеряя эту задержку, ученые могут вычислить скорость расширения Вселенной ($H_0$), что предсказал Рефсдал еще в 1964 году.
Первый подобный случай, сверхновая Рефсдала, был зафиксирован в 2015 году и относился к типу II (смерть массивной звезды). Новое открытие — сверхновая, получившая имя «Hope» (Надежда), является сверхновой типа 1a, что делает её гораздо более ценной для науки.
🕯️ Почему сверхновые типа 1a — «стандартные свечи» 10:44
В отличие от взрывов массивных звезд, сверхновые типа 1a возникают в бинарных системах, где белый карлик перетягивает на себя вещество звезды-компаньона. Когда масса белого карлика достигает предела Чандрасекара, он взрывается с предсказуемой светимостью.
По словам Паскаля, статус «стандартной свечи» позволяет ученым не только определять расстояние, но и точно проверять модель гравитационного линзирования:
- Астрофизики моделируют распределение темной материи в скоплении галактик, выступающем линзой.
- Благодаря известной intrinsic-яркости сверхновой типа 1a, они могут сравнить наблюдаемую яркость с предсказанной и вычислить коэффициент увеличения.
- Это позволяет откалибровать модели темной материи, которые до сих пор имели высокий уровень неопределенности.
📊 Проблема «натяжения Хаббла» 20:27
Сегодня в космологии существует фундаментальный конфликт между двумя основными методами измерения постоянной Хаббла:
- Космическая «лестница расстояний»: Локальные измерения по стандартным свечам дают значение около 71–72 км/с/Мпк.
- Реликтовое излучение: Данные ранней Вселенной (космическое микроволновое фоновое излучение), пропущенные через модель Lambda-CDM, указывают на цифру около 68 км/с/Мпк.
Разрыв между результатами превышает «пять сигма», что статистически исключает случайную ошибку и указывает на необходимость либо пересмотра стандартной космологической модели, либо открытия «новой физики». Паскаль считает, что метод с использованием линзированных сверхновых предоставляет независимый путь проверки, который поможет понять, где именно кроется систематическая погрешность или неточность модели.
🔭 Удача и будущее исследований 38:30
Обнаружение сверхновой «Hope» стало результатом serendipity (счастливого случая) при анализе данных телескопа James Webb Space Telescope (JWST). Ученые заметили необычный «узел» в линзированной галактике на красном смещении 1.8 (около 10 млрд лет назад).
В будущих планах команды — получение «чистого» изображения кластера, когда вспышка сверхновой окончательно погаснет. Это позволит вычесть фон галактики-хозяина и повысить точность измерений постоянной Хаббла на 50%.
Массимо Паскаль отмечает, что с вводом в эксплуатацию обсерватории Веры Рубин и космического телескопа Roman число таких открытий возрастет в разы. Хотя большинство будущих сверхновых будут линзироваться отдельными галактиками, а не скоплениями, массовое накопление данных позволит значительно снизить неопределенность в оценке темпов расширения Вселенной.
