«Джеймс Вебб» підтвердив точність вимірів проведених раніше, вказуючи на наявність загадки у минулому Всесвіті.
Космічний телескоп «Джеймс Вебб» використовували, щоб перевірити точність розрахунку швидкості розширення Всесвіту — постійної Хаббла. Аналіз на основі цефеїду підтверджує попередні спостереження «Хаббла», залишаючи невирішеною загадку виникнення напруги Хаббла.
Дослідники спостерігали за допомогою «Вебба» за тими ж цефеїдами, які використовував «Хаббл» для оцінки швидкості розширення. Цефеїди — це особливий клас пульсуючих змінних зірок, яскравість яких змінюється із заданим періодом. Яскравість цефеїд падає з максимальною до мінімальної, а потім повертається до пікової з регулярним періодом за кілька днів.
До запуску «Хаббла» у 1990 році наземні телескопи давали невизначені результати. За даними таких спостережень, вік Всесвіту становив від 10 до 20 млрд років. Але «Хаббл» знизив цю невизначеність до менш ніж 1%, що дозволило встановити, що вік Всесвіту становить 13,8 млрд. років. Це значення отримано повторними спостереженнями з допомогою «Вебба».
Проблема в тому, що значення постійної Хаббла, отримане двома космічними телескопами, не збігаються з даними, отриманими іншими методами. Наприклад, супутник ЕКА «Планк», який вивчав коливання реліктового випромінювання, показав, що Всесвіт розширювався швидше відразу після Великого вибуху. Різниця між спостереженнями, отриманими різними способами напруга — Хаббла — залишається космологічною загадкою.
Порівняння точності спостереження за однією цефеїдою «Вебба» (ліворуч) та «Хаббла» (праворуч). Зображення: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Riess (JHU/STScI), CC BY 4.0 DEED, відомості про ліцензію
Найбільш простим поясненням напруги Хаббла було б визнати похибку вимірювань — зниження точності оцінки світності через пил на великій відстані, пояснюють дослідники. «Вебб» вивчив п’ять галактик, в яких розташовані вісім наднових типу Ia та 1000 цефеїд. Чутлива оптика телескопа, здатна спостерігати крізь міжзоряний пил, підтвердила точність проведених раніше вимірювань.
Цікаві факти про розширення Всесвіту
1. Відкриття Едвіна Хаббла
- Факт: В 1929 році американський астроном Едвін Хаббл відкрив, що галактики усіх напрямків віддаляються від нас, і чим далі вони знаходяться, тим швидше вони рухаються.
- Деталь: Хаббл використовував спостереження за червоним зсувом світла від галактик для виведення відносини, що зараз відома як закон Хаббла, який свідчить про лінійний зв’язок між відстанню до галактики та її швидкістю віддалення.
2. Червоний зсув як ключове свідчення
- Факт: Червоний зсув в астрономії – це явище, при якому світло об’єктів, віддаляються (наприклад, галактик) зсувається до більш довгих (червоних) довжин хвиль, що є свідченням розширення Всесвіту.
- Деталь: Чим швидше галактика віддаляється, тим більший червоний зсув спостерігається у її спектрі. Це явище аналогічне ефекту Доплера, спостережуваному зі звуковими хвилями.
3. Космічне мікрохвильове фонове випромінювання
- Факт: Космічне мікрохвильове фонове випромінювання (КМФВ) є реліктовим випромінюванням від Великого Вибуху, відкритим у 1965 році, яке заповнює увесь Всесвіт.
- Деталь: КМФВ є одним з найсильніших доказів Великого Вибуху та розширення Всесвіту, демонструючи ізотропну температуру близько 2.7 Кельвіна по всьому небу, що свідчить про спільне походження всього Всесвіту.
4. Темна енергія та прискорене розширення
- Факт: Спостереження за далекими надновими в кінці 1990-х років показали, що розширення Всесвіту не просто продовжується, але й прискорюється з часом.
- Деталь: Це прискорене розширення приписують таємничій силі, відомій як темна енергія, яка становить приблизно 68% загальної енергії Всесвіту і впливає на його геометрію та динаміку.
5. Модель Великого Вибуху
- Факт: Модель Великого Вибуху пояснює початковий момент створення Всесвіту, коли він був надзвичайно гарячим та щільним, а потім почав розширюватися і охолоджуватися, формуючи галактики, зірки та інші космічні об’єкти.
- Деталь: Згідно з цією моделлю, Всесвіт продовжує розширюватися й охолоджуватися, а далекі галактики продовжують віддалятися одна від одної, що є основою для розуміння космології сучасної науки.