Китайские астрофизики измерили скорость расширения вселенной при помощи быстрых радиовсплесков

Расхождения породили массу споров вокруг того, насколько реален этот разброс в скорости расширения вселенной, какие процессы могли породить его, если он возник не из-за погрешностей в работе телескопов, ошибок при обработке данных или их неполноты.

Астрофизики из Китая впервые использовали результаты наблюдений за несколькими быстрыми радиовсплесками — мощными космическими радиосигналами неизвестной природы — для оценки скорости расширения вселенной в ближайших окрестностях Млечного пути. Эти расчеты совпали с замерами телескопа «Хаббл», что углубило так называемый космологический кризис, сообщили ученые в статье в электронной библиотеке arXiv.

«Проведенные нами наблюдения и расчеты показали, что быстрые радиовсплески, в том числе и те, чей источник не удалось определить, можно использовать для вычисления «хаббловской постоянной» — скорости расширения вселенной, а также для независимых проверок результатов других замеров. Если мы получим данные по нескольким тысячам подобных вспышек, то уже в ближайшие годы мы сможем максимально точно вычислить данный космологический параметр и разрешить кризис», — пишут исследователи.

Пять лет назад нобелевский лауреат Адам Рисс и его коллеги обнаружили при помощи данных с телескопа «Хаббл», что скорость расширения границ мироздания заметно различается в ранней и современной вселенной. Сейчас этот показатель составляет 73,4 километра в секунду на мегапарсек (3,2 млн световых лет), тогда как в первые эпохи жизни вселенной по данным зонда Planck данный параметр равнялся 67,4 километра в секунду на мегапарсек.

Подобные расхождения породили массу споров вокруг того, насколько реален этот разброс в скорости расширения вселенной, какие процессы могли породить его, если он возник не из-за погрешностей в работе телескопов, ошибок при обработке данных или их неполноты. В частности, некоторые теоретики предполагают, что эта аномалия говорит или о нестабильности темной материи, или о наличии еще одной формы темной энергии, существовавшей лишь в первые эпохи жизни вселенной.

Новый виток космологического кризиса

Группа китайских астрономов под руководством профессора Северо-Восточного университета в Шэньяне Чжана Синя разработала подход, который позволит разрешить данную проблему уже в ближайшие годы в ходе наблюдений за так называемыми быстрыми радиовсплесками (FRB). Эти мощнейшие космические радиосигналы, обладающие необычной периодичностью структуры, были случайно открыты в 2007 году, а сейчас их изучают сразу несколько крупнейших обсерваторий мира.

Ученые уже давно ожидают, что наблюдения за FRB-всплесками помогут измерить скорость расширения вселенной и изучить ее устройство. Но этому пока мешает то, что исследователи смогли определить точные источники лишь для примерно дюжины быстрых радиовспышек. Профессор Чжан Синь и его коллеги разработали подход, который позволяет использовать для этих целей и те FRB-вспышки, чей источник не был локализован в пространстве.

Работу этого метода вычисления «хаббловской постоянной» ученые проверили на результатах наблюдений за несколькими FRB-всплесками, которые были обнаружены австралийским телескопом ASKAP в 2017 и 2018 годах. Астрономы определили примерное положение их источников на ночном небе и вычислили расстояние до них, опираясь на некоторые особенности в структуре радиосигнала.

Используя эти данные, ученые определили скорость расширения Вселенной в ближайших окрестностях Млечного пути, чье значение — около 71,5-72 километров в секунду на мегапарсек — в целом совпало с данными с «Хаббла». Это свидетельствует в пользу существования реальных различий в скорости расширения ранней и современной вселенной, что углубляет космологический кризис, подытожили ученые.