Tarptautinė kosmologų komanda, suburdama pirmaujančius įvairių sričių ekspertus, sukūrė vieningą Hablo konstantos vertės matavimo metodą. Šis pasiekimas, paskelbtas žurnale „Astronomy & Astrophysics“, galėtų priartinti mus prie supratimo, kodėl Visata, regis, plečiasi greičiau nei prognozuoja mūsų standartinis kosmologinis modelis.
Iliustracija: Adam Riess
Kai astronomai stebi tolimas galaktikas, išryškėja aiški teigiama tendencija tarp jų atstumo nuo mūsų galaktikos ir to, kaip greitai jos tolsta nuo mūsų. Šį nepaprastai tiesinį ryšį apibūdina konstantos vertė, vadinama Hablo konstanta, kuri rodo, kaip greitai Visata šiandien plečiasi. Savo ruožtu ji gali būti naudojama apskaičiuojant laiką, praėjusį nuo Didžiojo sprogimo – šiuo metu tai geriausias mūsų įvertinimas apie Visatos amžių.
Neišspręsta mįslė
Tačiau šis tariamas paprastumas slepia vieną giliausių kosmologijos paslapčių. Kai tyrėjai nustato Hablo konstantą iš kosmologinių modelių, kurie apima mūsų geriausią teorinį supratimą apie Visatos plėtimąsi – pagrįstą ankstyvosios Visatos stebėjimais – gautos vertės labai skiriasi nuo tų, kurios gaunamos atliekant tiesioginius, vietinius astronominius matavimus.
„Vyraujantis kosmologinis modelis prognozuoja, kad Hablo konstanta turėtų būti 10 % mažesnė nei mes matuojame tiesiogiai“, – aiškina pagrindinis autorius Stefano Casertano iš Kosminių teleskopų mokslo instituto Baltimorėje. „Tai žinoma kaip Hablo įtampa, o skirtumas yra daugiau nei penkis kartus didesnis už abiejų modelių ir matavimų bendrą neapibrėžtį.“
Šis neatitikimas rodo, kad Visatos plėtimosi fizika dar negali būti iki galo paaiškinta. Tačiau prieš tai, kai tyrėjai galės giliau ištirti Hablo įtampos priežastis, jie pirmiausia turi išspręsti skirtumus tarp savo pačių Hablo konstantos matavimų.
Per pastaruosius kelis dešimtmečius atsirado daugybė metodų šiai vertei matuoti – ir nors jų rezultatai yra iš esmės panašūs, jie nėra identiški. Kadangi šie metodai remiasi skirtingais atstumo indikatoriais ir kalibravimo etapais, kosmologams buvo sunku juos sujungti į vieną, vieningą matavimą statistiškai tiksliu būdu.
Vieningos prognozės
2025 m. Tarptautinis kosmoso mokslo institutas (International Space Science Institute, ISSI) Berne sprendė šią problemą surengdamas specialų seminarą. Renginio metu visi šios srities ekspertai buvo pakviesti susirinkti, kad nustatytų, kurios dalys yra bendros šiems matavimams, o kurios yra nepriklausomos ir viena kitą sustiprina.
„Tada sukūrėme statistinę sistemą, skirtą tinkamai sujungti visus šiuos matavimus ir nustatyti galimus neatitikimus“, – aiškina bendraautoris Adamas Riessas, taip pat dirbantis Kosminių teleskopų mokslo institute.
Taikydami šį išsamų požiūrį, bendradarbiavimo nariai galėjo susitarti dėl matavimo, suderinamo ir nuoseklumo taikant skirtingus metodus. Dėl to jie galėjo susitarti dėl vienos Hablo konstantos vertės.
„Tai tiksliausias matavimas iki šiol, pirmą kartą pasiekiantis 1 % tikslumą“, – apibūdina Casertano. „Taip pat nustatėme, kad šiam rezultatui nė vienas matavimas neturi esminio kritinio poveikio; bet kurį komponentą galima visiškai pašalinti, o Hablo konstantos vertė iš esmės nepakinta.“
Hablo įtampa išlieka
Svarbu tai, kad nauja vertė padidina neatitikimą su ankstyvosios Visatos prognozėmis, atitinkančia daugiau nei penkių standartinių nuokrypių įtampą. Užuot sumažinusi neatitikimą, padidėjęs tikslumas patvirtina, kad jis išlieka statistiškai reikšmingas.
„Hablo įtampos patvirtinimas dar labiau sustiprina mūsų norą iš naujo išnagrinėti dabartinio kosmologinio modelio pagrindus ir nustatyti bet kokius naujus reiškinius, kurie galėtų pakeisti Visatos evoliuciją“, – sako Riessas.
Turėdami šį patobulintą Hablo konstantos matavimą, mokslininkai tikisi, kad tyrėjai galės atlikti griežčiausius iki šiol Hablo įtampą pagrindžiančių fizikos dėsnių bandymus – galbūt priartindami mus prie vienos giliausių kosmologijos paslapčių išsprendimo.
The Local Distance Network: A community consensus report on the measurement of the Hubble constant at ∼1% precision, Astronomy & Astrophysics (2026). DOI: 10.1051/0004-6361/202557993. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2510.23823
Journal information: arXiv , Astronomy & Astrophysics