Хаббловский кризис – перспективы решения

Институт Космофизики НИЯУ МИФИ провел третий научный семинар цикла «Физика элементарных частиц и космофизика», на котором с докладом «Хаббловский кризис или как расширяется наша Вселенная» выступил член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, лауреат премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых учёных Дмитрий Горбунов.

Дмитрий Горбунов в НИЯУ МИФИ: «На самом деле измерения происходят только на Земле – все остальное это наша интерпретация»

Проблема «хаббловского кризиса» возникла около 10 лет назад, когда появились расхождения в оценке скорости расширения Вселенной: одни расчеты совпадали с замерами телескопа «Хаббл», а другие нет. В конце ХХ века научная группа американского астрофизика и нобелевского лауреата Адама Рисса при помощи данных с телескопа «Хаббл» обнаружила, что скорость расширения границ мироздания заметно различается в ранней (эпохи рекомбинации) и современной Вселенной. Сейчас этот показатель составляет 73,3 километра в секунду на мегапарсек (3,2 млн световых лет), но в первые эпохи жизни Вселенной по данным зонда Planck данный параметр равнялся 67,4 километра в секунду на мегапарсек.

Почему возник такой разброс в оценках скорости расширения и насколько он реален, какие космические процессы могли породить его, если это не стало результатом погрешности работы телескопов или обработки данных? Группе Адама Рисса удалось отследить расширение Вселенной на этапах до 10 миллиардов лет назад – но достаточно ли этих данных для определения скорости расширения, учитывая, что составы ранней Вселенной и современной качественно разные?

Возможно, причина расхождений кроется не в неполноте данных, а в темной энергии или массивных нейтрино? Как зависит величина скорости расширения от типа измерения? Влияют ли локальные скорости вращения галактик на скорость расширения Вселенной? Как характеристики объектов (цефеидов, сверхновых, квазаров и др.) влияют на измерение расстояния до них, в частности – как меняется связь яркости, светимости и расстояния, и почему расстояние до одних объектов помогает определить расстояние до других? Почему важно использовать гравитационную задержку и как по ней можно определить параметр Хаббла? К чему привели небольшие неоднородности в распределении материи в раннюю эпоху и как использовать наблюдения за современными астрофизическими структурами, чтобы определить темпы расширения Вселенной? Пока вопросы только увеличиваются.

«Не все данные в астрофизике хорошо совместимы друг с другом, даже в рамках одного эксперимента. Тем не менее, сегодня есть два основных предположения – либо что-то произошло в современной Вселенной (например, темная энергия изменила свои свойства, и переход из нее произошел буквально «вчера»), либо наоборот, что-то произошло прямо перед эпохой рекомбинации, скажем, там появилась некая компонента, которая сдвинула параметр Хаббла, а потом пропала», – рассказал Дмитрий Горбунов. Его блестящая лекция вызвала живой интерес и множество вопросов от студентов, аспирантов и сотрудников МИФИ.