В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл заявил в научной статье, что значительное число галактик отдаляется от нашей планеты, то есть Вселенная расширяется, и увеличиваются не сами галактики, а расстояние между ними. Скорость этого расширения менялась за время существования Вселенной, и текущая называется постоянной Хаббла (H0). Хаббл даже указал приблизительное значение: H0 – 530 км/с за мегапарсек.

Позже стало ясно, что Хаббл ошибся, причем серьёзно: H0 составляет около 70 (км/с)/Мпк. Однако с расчётом точного значения есть проблемы, и из-за них возник настоящий космологический кризис. Разные группы специалистов пытаются измерить H0 разными методами, но результаты у них пока не сходятся. Это разногласие называется «напряжением Хаббла», а учёные чаще всего примыкают к одному из двух основных лагерей: лагерю реликтового излучения и лагерю шкалы расстояний.

Первая группа утверждает, что H0 равняется 67 (км/с)/Мпк, а вторая – что 73 (км/с)/Мпк. Если сравнивать с оценкой Хаббла, кажется, что разница незначительна, однако тут важно заметить, не совпадают диапазоны погрешностей, но оба лагеря учли все возможные источники случайных ошибок и твёрдо настаивают на правильности своих измерений.

Итак, у одних учёных значение с погрешностью составляет 67,4 ± 0,5, у их основных оппонентов – 74 ± 1. Очевидно, что диапазоны не пересекаются. Оба лагеря утверждают, что никакие ошибки не способны объяснить такое расхождение – это и есть космологический кризис.

Может показаться, что эта проблема не так уж и важна, однако без точного значения постоянной Хаббла нельзя определить ни возраст Вселенной, ни скорость её расширения в прошлом и тем более в будущем. Получается, что этот вопрос затрагивает основы космологии, на которых строится множество теорий. Без однозначного ответа на него нельзя избежать сомнений в других областях астрономии и физических гипотезах, относящихся, например, к загадкам тёмной материи и энергии.

В целом, «напряжение Хаббла» показывает, насколько хорошо физики с помощью разных методов понимают историю и состав Вселенной. Или насколько плохо, если вдруг нынешние модели не совпадут с наблюдениями. Новый космический телескоп «Джеймс Уэбб» должен был предоставить более точные данные, поэтому на него возлагали большие надежды в деле разрешения этого кризиса. Однако данные, полученные с помощью телескопа, похоже, только добавили проблем.

Две научно-исследовательские группы, которые ещё до запуска «Джеймса Уэбба» обладали заметным весом в научных кругах, проанализировали новые данные и сделали совершенно противоположные выводы.

Одну из них возглавлял доктор Адам Рисс, удостоившийся Нобелевской премии за открытие ускоренного расширения Вселенной. В феврале 2024 года результаты его команды после анализа тысячи с лишним цефеид были опубликованы в издании Astrophysical Journal Letters. Вывод заключался в том, что значение константы H0, рассчитанное методом шкалы расстояний, соответствует уже известному и по-прежнему не сходится с предсказаниями модели, построенной на изучении реликтового излучения.

Спустя пару месяцев на ежегодной встрече Американского физического общества опытный космолог доктор Венди Фридман поделилась результатами исследования, которое провела её команда. Она с коллегами сравнивала результаты анализа цефеид с тем, что получается при построении шкалы расстояний по двум другим типам объектов. После многократных проверок трёх наборов данных эти учёные рассчитали новое значение H0, очень близкое к тому, что вычислил лагерь реликтового излучения, и заявили, что кризис практически разрешён. Однако летом того же года группа Рисса стала утверждать, что на результат не лучшим образом повлиял выбор объектов для исследования. Споры ещё только разгораются, и процесс проверки в случае второй группы до сих пор не завершён, а Рисс опубликовал критические замечания только в декабре 2024 года.

Пока можно сделать лишь ограниченные выводы, и здесь нам придётся вспомнить о систематических ошибках, которые возникают при обработке данных и постоянно искажают значения в одну сторону. Они возникают и у команды Рисса, и у группы Фридман, как и у всех остальных учёных, которые работают с реликтовым излучением или шкалой расстояний, потому что им приходится делать предположения насчёт устройства Вселенной — эволюции звёзд и поведения субатомных частиц.

Основная масса космологов считает, что «напряжение Хаббла» вызвано неправильными подсчётами. Какое-то неверное предположение в цепочке вычислений приводит к ошибкам в итоговых результатах. Однако, если команда Рисса права, и на основе данных «Джеймса Уэбба» нельзя получить значение H0, соответствующее моделям, построенным на исследовании реликтового излучения, это может указывать на существование новых физических явлений.

Учёным ещё только предстоит разгадать множество тайн вроде той, почему скорость расширения Вселенной увеличивается. Многие винят тёмную энергию, но никто толком не знает, что это такое. Сейчас она считается однородной, что учитывается при построении моделей для расчета H0. Соответственно, «напряжение Хаббла» может говорить о том, что тёмная энергия обладает какими-то совсем иными свойствами и ошибки в расчётах тут ни при чём.

Оригинальное видео можно посмотреть по ссылке: https://youtu.be/SxcaeYdKTSA