Артем Горный
февраль 2019.
593

Каковы причины того, что значение постоянной Хаббла, измеренной разными способами, даёт разные результаты?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
2 ответа
Поделиться

Значения постоянной Хаббла в единицах [(км/с)/Мпс], измеренные разными способами и в разных экспериментах, в зависимости от времени измерения (ось X), приведены ниже (график отсюда)

По названиям экспериментов можно найти в Интернете детали каждого из них, я же остановлюсь на самых точных данных 2018 г: серии измерений Planck—2018 с финальным результатом для постоянной Хаббла H₀ = 67.66 ± 0.42, (км/с)/Мпс и космических телескопов HST/Gaia с результатом H₀ = 73.52 ± 1.62, (км/с)/Мпс.

Разница между приведёнными измерениями значима с достоверностью более 3.5σ, что указывает на маловероятность гипотезы статистической (случайной) природы расхождения. Если исключить эту гипотезу, то наблюдаемая разница оценок H₀ указывает, что скорость расширения Вселенной, согласно телескопам HST/Gaia, больше, чем это следует из измерений Planck. 

Разберёмся в чём тут дело. Команда Planck получает постоянную Хаббла из измерений тонкой структуры (флуктуаций) космического микроволнового (реликтового) излучения, рождённого при возрасте Вселенной около 380 тыс лет. Это означает, что Planck "видит" наиболее удалённые области наблюдаемой Вселенной. Телескопы HST/Gaia позволяют получить постоянную Хаббла по наблюдениям Цефеид (пульсирующих переменных звезд), охватывая ближние к нам области Вселенной.

Вот и получается, что в ближней к нам Вселенной, скорость расширения пространства больше, чем в удалённой Вселенной, что подтверждает открытие об ускоренном расширении Вселенной, сделанное 20 лет назад, при наблюдениях сверхновых типа Ia. Таким образом, разные способы измерения постоянной Хаббла (H₀) дали разные результаты, но в этом скрыта красивая физика.

5
0

Это так называемы эффект наблюдателя, когда результат эксперимента зависит от наблюдателя.

-1
Ответить

Если это шутка, то уместная.

+1
Ответить
Прокомментировать

Сусанна Казарян привела  очень подробное и четкое описание того, где и как измеряют постоянную Хаббла, но, к сожалению, ошиблась в  интерпретации. Если бы причина различия оценок H₀ была в известном  ускоренном расширении Вселенной, то  сейчас бы сотни (если не тысячи) астрономов не  ломали бы голову над вопросом, почему   измерения спутника Plank  отличаются от того, что дают сверхновые и цефеиды. Дело в том, что пока ответ на поставленный вопрос: "Мы не знаем".

Разумеется, согласно современной LCDM космологии, параметр Хаббла в раннюю эпоху отиличался от нынешнего. Тот график, что приводит Сусанна, относится не к параметру Хаббла H, который зависит от возраста Вселенной, а к постоянной Хаббла  H₀. Нолик в индексе и означает, что эта величина уже пересчитана к нашей эпохе! А так как точность измерений  высока, то разница в несколько процентов значима.  Идут оживленные дискусии и споры. Разумеется, большинство убеждено в том, что в какие-то из измерений вкрались неучтенные ошибки - либо в измерения спутников по реликтовому фону, либо - что-то мешает нашим "локальным" наблюдениям по сверхновым и цефеидам. Вот прямо сейчас смотрел свежую статью об этом. Обратите внимание, что среди авторов - Адам Рисс, нобелевский лауреат, один из отрывших ускоренное расширение Вселенной. И он пока не знает ответа на поставленный вопрос! 

Интереснее, конечно, интрепретация, гласящая, что и те и те измерения верны, но вот Вселенная устроена сложнее, чем нам пока представляется. Кто прав - покажут время и новые наблюдения!  

А в качестве популярного изложения этой и связанных с ней проблем рекомендую лекцию космолога Олега Верходанова

4
0

Спасибо за важное дополнение.

0
Ответить

Пожалуйста. Вообще, прогресс поражает. Когда учился в университете, шел бесконечный спор между сторонниками H0=50 и 100 км/с/Мпк. И, казалось, конца ему не будет, так как HST долго не выдавал результатов "ключевого проекта Хаббловского телескопа". А сейчас- жаркие споры из-за нестыковки в 3.5 сигма.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью