Нашей Вселенной 12,6 млрд лет: заявление ученых США и Великобритании, применивших принципиально новую методику расчета

Новое исследование, проведенное международной группой астрофизиков, позволило внести уточнения в значение постоянной Хаббла – одной из важнейших космологических величин, необходимой для расчета возраста нашей Вселенной. Полученные результаты, базирующиеся на анализе параметров вращения удаленных галактик, показывают, что с момента, когда Вселенная начала свое расширение, прошло приблизительно 12,6 млрд лет.

Непостоянная константа

С помощью величины, называемой постоянной Хаббла, в космологии выражают среднюю скорость, с которой объекты в расширяющейся Вселенной испытывают взаимное удаление. Значение этой величины изменяется во времени, а термины «постоянная» или «константа» ученые используют для того, чтобы подчеркнуть, что в любой момент она одинакова во всех точках Вселенной.

Постоянная Хаббла является определяющим параметром в космологических моделях. Она позволяет вычислить время, истекшее с начального момента расширения Вселенной, то есть установить возраст нашего мира.

Существует два независимых метода вычисления хаббловской константы. Первый метод основан на сравнении светимостей сверхновых определенного типа в далеких галактиках, второй – на изучении температурных неоднородностей в фоне реликтового излучения. Полученные с их помощью результаты заметно разнятся и составляют соответственно около 74 и 67,4 (км/с)/Мпк (километров в секунду на мегапарсек). Ясно, что и сделанные на их основе оценки возраста Вселенной достаточно сильно расходятся.

Как найти расстояние до галактики

Через константу Хаббла скорость взаимного удаления объектов во Вселенной тесно связана с расстоянием между ними. Чем оно больше, тем быстрее удаляются друг от друга те точки пространства, в которых эти объекты (например, галактики) расположены. При этом следует учитывать, что, помимо участия в общем для всей Вселенной космологическом расширении, галактики обладают собственным движением, вследствие чего закон Хаббла выполняется неточно, особенно для близких объектов.

Определение расстояния составляет одну из труднейших задач космологии. Для ее решения коллектив ученых из нескольких университетов США, Великобритании и Италии использовал такую особенность спиральных галактик, как связь между массой (или светимостью) и скоростью вращения. Эту связь математически описывает соотношение, называемое зависимостью Талли – Фишера. Оно показывает, что чем массивнее галактика, тем быстрее она вращается.

В качестве эталона исследователи взяли 50 галактик, расстояния до которых установлены с высокой степенью надежности. Зная скорость их вращения (она определяется путем наблюдений по ширине спектральных линий) и показатели массы, ученые сумели повысить точность соотношения Талли – Фишера и рассчитать расстояния до 95 других аналогичных объектов.

Вселенная моложе на миллиард лет?

Получив данные по расстояниям, исследователи применили их для вычисления постоянной Хаббла. Ее величина, определенная с помощью нового метода, с высокой степенью вероятности составила 75,1 ± 2,3 (км/с)/Мпк.

Данный результат превышает значения, полученные другими методами. Вероятность того, что величина постоянной Хаббла, установленная с использованием зависимости Талли – Фишера, окажется ниже 70, составляет менее 5%, утверждают авторы в статье, опубликованной в издании Astronomical Journal.

Возраст Вселенной, рассчитанный в рамках нового независимого результата, оказался равным 12,6 млрд лет. Эта цифра намного уступает принятому в современной космологической модели значению возраста Вселенной (около 13,8 млрд лет). Как отмечает ведущий автор нового исследования профессор Университета Орегона Джеймс Шомберт, подобное расхождение свидетельствует о том, что физика Вселенной пока что понимается учеными недостаточно полно.

Безусловно, новый метод и полученные с его помощью данные нуждаются в серьезной проверке. Так, необходимо тщательное соотнесение их с данными о возрасте наиболее старых объектов Вселенной. Однако если предложенная методика докажет свою состоятельность, она существенно обогатит космологическую науку и послужит разрешению многих ее загадок.