# Как James Webb Space Telescope меняет наши представления о возрасте Вселенной

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=RSgeh7gT9Uc
Канал: StarTalk
Опубликовано: 23.03.2023

---

В новом выпуске программы **StarTalk** астрофизик **Нил Деграсс Тайсон (Neil deGrasse Tyson)** и его коллега, космолог **Венди Фридман (Wendy Freedman)**, обсуждают последние открытия в изучении расширения Вселенной. В центре внимания — данные с телескопа **James Webb Space Telescope**, которые ставят под сомнение существующие модели формирования первых галактик, и история измерения постоянной Хаббла, определившей наше понимание возраста космоса.

## 🔭 Постоянная Хаббла: как измерить скорость Вселенной
[[JUMP:01:47]]

Постоянная Хаббла ($H_0$) — это ключевой параметр в космологии, определяющий скорость расширения Вселенной на текущий момент [02:14]. Как объясняет **Венди Фридман**, это число дает нам представление не только о масштабах космоса, но и о его возрасте. 

История этого открытия началась в 1920-х годах:

*   **Эдвин Хаббл** обнаружил, что туманности, которые ранее считались частью Млечного Пути, на самом деле являются отдельными галактиками [02:42].
*   Ученый установил, что Вселенная не статична, а пространство между галактиками постоянно расширяется [03:09].
*   Во Вселенной насчитывается около 100 миллиардов галактик, и почти все они удаляются от нас [02:55].

**Нил Деграсс Тайсон** отмечает терминологическую путаницу: почему «постоянная» называется так, если скорость расширения менялась в прошлом и изменится в будущем? **Венди Фридман** уточняет, что это значение является постоянным только для нашей текущей эпохи («в наше время») [04:02]. В прошлом Вселенная расширялась с другой скоростью, а сейчас этот процесс ускоряется из-за влияния темной энергии [03:35].

## 🛰 Роль телескопа Хаббл и «проблема двойки»
[[JUMP:04:02]]

До запуска космического телескопа «Хаббл» в астрономии существовал огромный разброс данных. Ученые не могли договориться о значении постоянной Хаббла, и оценки различались в два раза — от 50 до 100 км/с на мегапарсек [05:50]. Это означало, что мы не знали ни точного возраста Вселенной, ни её размеров.

**Венди Фридман** руководила ключевым проектом (Key Project), целью которого было устранение этой неопределенности [05:38]:

*   Для измерений использовались **цефеиды** — пульсирующие переменные звезды, которые служат «стандартными свечами» для определения космических расстояний [05:24].
*   Команда Фридман использовала зеркало телескопа «Хаббл», чтобы найти цефеиды в скоплении Девы (Virgo cluster) [05:09].
*   Результатом работы стало значение **72 км/с/Мпк** с точностью до 10% [05:50].
*   Современные измерения, основанные на данных о цефеидах, дают близкие значения — около **73–74 км/с/Мпк** [06:04].

## ⚡️ Ускорение расширения и «величайшая ошибка» Эйнштейна
[[JUMP:06:17]]

Одним из самых поразительных открытий конца XX века стало то, что Вселенная не просто расширяется, а делает это с ускорением. По словам **Венди Фридман**, до конца 1990-х годов ученые ожидали, что гравитация постепенно замедлит расширение [07:50]. 

Однако наблюдения за далекими сверхновыми показали обратное. Этот феномен связан с понятием космологической константы, которую Альберт Эйнштейн изначально ввел в свои уравнения, чтобы сделать модель Вселенной статической [07:10]. Когда Хаббл доказал расширение, Эйнштейн назвал эту правку своей «величайшей ошибкой» [07:23]. Как иронично замечает **Нил Деграсс Тайсон**, даже ошибки Эйнштейна (возвращение космологической константы в виде темной энергии) в итоге приводят к Нобелевским премиям для других ученых [08:17].

## 🌌 Сверхсветовое расширение и горизонт событий
[[JUMP:08:55]]

На вопрос о том, как Вселенная может расширяться быстрее скорости света, **Венди Фридман** отвечает, что это не нарушает теорию относительности. Эйнштейн запретил передачу *информации* быстрее света, но для расширения самого пространства ограничений не существует [09:47].

Это приводит к печальным последствиям для будущих астрономов:

1.  Части Вселенной уходят за наш горизонт, и свет от них никогда не достигнет Земли [10:12].
2.  Через десятки миллиардов лет большинство галактик станут недоступны для наблюдения [10:38].
3.  В конечном итоге жители нашей Галактики увидят лишь пустое небо, так как все остальные объекты уйдут за горизонт видимости [12:49].

Тем не менее, объекты в «местной группе» (например, галактика Андромеды) останутся с нами, так как они гравитационно связаны с Млечным Путем [12:10]. **Фридман** прогнозирует столкновение и слияние Млечного Пути с Андромедой через миллиарды лет, что является естественным процессом эволюции галактик [12:25].

## 🔭 Загадки James Webb Space Telescope: «невозможные» галактики
[[JUMP:14:38]]

Одной из главных задач **James Webb Space Telescope** является изучение так называемых «Темных веков» — периода между 380 000 лет после Большого взрыва и моментом формирования первых звезд [16:27]. 

**Венди Фридман** отмечает, что данные **James Webb Space Telescope** вызвали настоящий переполох:

*   Обнаружены очень массивные галактики, которые, согласно текущим теориям, просто не успели бы сформироваться так быстро после Большого взрыва [17:48].
*   В прессе появились заголовки о том, что «Большой взрыв мертв» или «стандартная модель сломана» [18:26].

Однако **Фридман** призывает к осторожности в интерпретациях. По её мнению, прежде чем пересматривать основы космологии, нужно изучить свойства первых звезд, наличие пыли в ранней Вселенной и скорость звездообразования [18:13]. Несоответствие данных теории — это не повод для паники, а «захватывающий момент» для науки [19:42].

## 🧩 Темная материя и точность измерений
[[JUMP:22:19]]

Современная стандартная модель предполагает, что около **95% Вселенной** состоит из темной материи и темной энергии, природа которых остается неизвестной [24:07]. **Венди Фридман** подчеркивает, что это один из главных вызовов для физики.

За годы исследований точность измерения расширения Вселенной значительно выросла:

*   В начале карьеры Фридман неопределенность составляла 100% (фактор двойки) [24:20].
*   Затем точность довели до 10%, сейчас она составляет около 5% [24:34].
*   Некоторые группы исследователей заявляют о точности в 1% [24:34].

Основная сложность заключается в калибровке: звезды — это сложные объекты с пылью в атмосферах, и чем дальше они находятся, тем сложнее отделить их свет от фона других звезд (проблема скученности) [25:15].

## ⏳ Возраст Вселенной и Большой разрыв
[[JUMP:28:31]]

Текущая оценка возраста Вселенной составляет **13,8 миллиарда лет** [37:12]. По словам **Венди Фридман**, мы живем в уникальный момент — точку перегиба, когда темная энергия начинает доминировать над материей [30:05].

Что касается будущего, обсуждается гипотеза «Большого разрыва» (Big Rip), согласно которой ускоряющееся расширение в конечном итоге разорвет атомы. Однако **Фридман** утверждает:

*   На данный момент **нет никаких доказательств** в пользу неизбежности Большого разрыва [34:05].
*   Экстраполяция данных в столь далекое будущее рискованна, так как мы не понимаем физику темной энергии [34:31].
*   Ученая предпочитает фокусироваться на задачах, которые можно решить экспериментально, а не на столь отдаленных спекулятивных угрозах [35:39].

В завершение дискуссии участники обсудили относительность времени. Космологическое время рассчитывается на основе среднего расширения Вселенной [37:37]. Хотя вблизи черных дыр время течет иначе из-за сильной гравитации (как показано в фильме «Интерстеллар»), для измерения возраста Вселенной астрономы используют области с «нормальной» плотностью, чтобы избежать локальных искажений [38:32].

---