# Адам Рисс: «Хаббловская напряженность — это возможность сломать старую модель Вселенной» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=b3Tx1g8gKmY Канал: Dr Brian Keating Опубликовано: 09.07.2023 --- Современная космология столкнулась с серьезным кризисом: данные о скорости расширения Вселенной, полученные при изучении раннего космоса, расходятся с измерениями текущей эпохи. Нобелевский лауреат Адам Рисс и профессор Брайан Китинг обсуждают «хаббловскую напряженность», новые данные телескопа «Джеймс Уэбб» и вопрос о том, не пора ли пересмотреть стандартную модель Вселенной. ## 🌌 Открытие ускорения: как Эйнштейн оказался «прав в своей ошибке» [[JUMP:02:00]] В 1998 году группа исследователей под руководством Адама Рисса опубликовала работу «Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant» [03:04]. Используя сверхновые типа Ia в качестве «стандартных свечей», ученые обнаружили, что расширение Вселенной не замедляется под действием гравитации, как ожидалось ранее, а ускоряется [03:42]. Это открытие вернуло в науку концепцию космологической постоянной ($\Lambda$), которую Альберт Эйнштейн ввел в 1917 году, чтобы сделать Вселенную статической, а позже назвал своей «величайшей ошибкой» после работ Хаббла 1929 года [05:27]. Ключевые факты о сверхновых типа Ia: * **Природа:** Это взрывы белых карликов, достигших предела Чандрасекара. * **Светимость:** Они достигают яркости в 5 миллиардов Солнц, что позволяет видеть их на огромных расстояниях (вплоть до красного смещения $z=2$ и выше) [27:27]. * **Роль:** Служат вторым этапом «космической лестницы расстояний», позволяя калибровать расширение пространства на космологических масштабах [27:54]. По словам Адама Рисса, изначально команда полагала, что в расчеты закралась ошибка, так как результат противоречил интуиции того времени [07:36]. Ученым пришлось перепроверять так называемые «K-коррекции» — релятивистские поправки, учитывающие эффекты красного смещения и замедления времени [08:29]. ## 📏 Хаббловская напряженность: конфликт начала и конца истории [[JUMP:10:12]] Главной проблемой современной астрофизики является «хаббловская напряженность» (Hubble tension) — несоответствие между предсказанным и измеренным значением постоянной Хаббла ($H_0$). Суть проблемы, по описанию Адама Рисса: 1. **Метод «с начала»:** На основе данных о реликтовом излучении (CMB), полученных спутником Planck, ученые моделируют состояние Вселенной спустя 380 000 лет после Большого взрыва. Экстраполяция этих данных на сегодняшний день дает одно значение скорости расширения [10:51]. 2. **Метод «с конца»:** Прямые измерения расстояний до объектов в современной Вселенной (цефеиды, сверхновые) дают другое, более высокое значение [11:17]. Статистическая значимость этого расхождения достигла порога в **5 сигма** [11:56]. Это означает, что вероятность случайного совпадения крайне мала, и проблема, скорее всего, кроется либо в систематических ошибках измерений, либо в самой космологической модели. Рисс отмечает, что история Вселенной не должна зависеть от того, с какого конца мы начинаем её изучать [12:35]. ## 🔭 «Джеймс Уэбб» против систематических ошибок [[JUMP:21:12]] Существовала гипотеза, что измерения телескопа «Хаббл» были искажены из-за эффекта «скученности» (crowding): в далеких галактиках свет других звезд мог смешиваться со светом цефеид, заставляя их казаться ярче, чем они есть на самом деле («bias bright») [33:19]. Однако новые данные с космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), обладающего гораздо более высоким разрешением, опровергают эту версию. * **Разрешение:** JWST позволяет четко отделить цефеиды от фонового шума и соседних звезд [33:45]. * **Результат:** Измерения JWST подтвердили данные «Хаббла». Цефеиды не выглядят иначе при более детальном рассмотрении [34:00]. * **Инфракрасный диапазон:** Работа в ближнем ИК-диапазоне помогает минимизировать влияние космической пыли, которая поглощает свет [30:46]. По мнению Адама Рисса, сохранение напряженности даже при использовании более совершенных инструментов указывает на то, что это «фундаментальная истина на небе», а не ошибка калибровки [34:39]. ## 🧬 Космологический принцип и альтернативные взгляды [[JUMP:38:17]] Брайан Китинг упомянул критику стандартной модели со стороны таких ученых, как Субир Саркар из Оксфорда. Саркар утверждает, что Космологический принцип (утверждение об однородности и изотропности Вселенной) может быть ошибочным, а темная энергия — это иллюзия, вызванная нашим движением через пространство [39:15]. Адам Рисс выразил несогласие с этой позицией: * Он считает данные об анизотропии (неоднородности) объектов в пространстве неубедительными [39:55]. * По мнению гостя, отказ от Космологического принципа — это «последнее, от чего стоит отказываться», так как он является основой самой возможности проведения экспериментов в астрономии. Без него мы не могли бы предполагать, что физические законы в далекой галактике такие же, как в Млечном Пути [41:28]. Также обсуждался вклад Джеффри Бербиджа и Джаянта Нарликара, которые поддерживали теорию квазистационарной Вселенной [41:54]. Нарликар, по словам Китинга, до сих пор придерживается идеи отсутствия сингулярного начала (Большого взрыва) [42:19]. ## 🕰️ Гравитационное линзирование как новый метод [[JUMP:44:42]] Одним из перспективных способов независимого измерения постоянной Хаббла является использование временных задержек при гравитационном линзировании. 1. Массивные объекты (галактики) искривляют свет от фоновых источников (квазаров или сверхновых), создавая несколько изображений одного и того же объекта (например, «крест Эйнштейна» или кольца Эйнштейна) [44:54]. 2. Поскольку пути света в разных изображениях имеют разную длину, переменные события (вспышки) происходят в них с задержкой во времени [45:19]. 3. Измерение этой задержки позволяет вычислить расстояние напрямую, зная скорость света [45:32]. Недавнее исследование сверхновой **Refsdal** (первая многократно линзированная сверхновая) показало потенциал этого метода [46:39]. Тем не менее, Рисс подчеркивает, что точность этого метода пока ограничена «модельной неопределенностью» — сложностью точного определения распределения темной материи в галактике-линзе [46:10]. Ситуация напоминает «модели-спагетти» при предсказании траектории ураганов: разные модели дают разброс результатов [47:18]. ## 👶 Проблема «ранних галактик» и Большой взрыв [[JUMP:50:32]] Летом 2023 года в соцсетях распространились утверждения, что JWST якобы «опроверг Большой взрыв», обнаружив слишком массивные и развитые галактики на очень ранних этапах жизни Вселенной (красные смещения $z \approx 12-13$) [51:12]. Адам Рисс призывает к осторожности в выводах: * **Эффект селекции:** Мы видим только самые редкие, крупные и яркие объекты («самых высоких людей в толпе»), что искажает общее представление о популяции ранних галактик [52:42]. * **Масштаб исследований:** Пока изучена лишь малая часть неба. Глубокие обзоры дадут более точную статистику [53:08]. * **Трактовка:** Даже если галактики развивались быстрее, чем предсказывали модели, это может означать необходимость уточнения процессов звездообразования или свойств темной материи, а не отказ от теории Большого взрыва [53:21]. Рисс полагает, что те, кто поспешил заявить об отмене Большого взрыва, имели «собственную повестку» [53:34]. ## 🤖 Будущее науки: ИИ и невидимые горизонты [[JUMP:49:14]] В завершение беседы участники затронули роль искусственного интеллекта в науке. Рисс настроен оптимистично: он уже использует ChatGPT для написания кода и черновиков писем [49:54]. Он надеется, что ИИ освободит разум ученых для решения более фундаментальных и творческих задач [49:27]. Относительно будущего Хаббловской напряженности, Адам Рисс считает задачу измерения $H_0$ решаемой («knowable thing») благодаря новым данным от LIGO (гравитационные волны) и обсерватории Саймонса [55:10]. Однако он не уверен, насколько быстро придет теоретическое понимание природы темной энергии. Как и в случае с аномалией орбиты Меркурия, для решения может потребоваться принципиально новая теория гравитации, подобная общей теории относительности Эйнштейна [55:43].