Міжнародна команда астрономів на чолі з Індранілом Баніком з Університету Портсмута знайшла новий оригінальний спосіб розрахувати вік Всесвіту. Замість того, щоб дивитися у глибокий космос, науковці дослідили наше найближче оточення — «зоряні скам’янілості» всередині Чумацького Шляху. Нове дослідження, результати якого опубліковані на сервері препринтів arXiv, може стати вирішальним аргументом у тривалій суперечці фізиків та підтвердити правильність стандартної космологічної моделі.
Сьогодні в космології одна з найбільших нерозв’язаних проблем, відома як «напруга Габбла». Астрономи мають два основні способи визначення швидкості розширення Всесвіту (сталої Габбла), але вони дають різні результати.
- Перший метод ґрунтується на аналізі космічного мікрохвильового фону (CMB) — реліктового випромінювання, що залишилося після Великого вибуху. У поєднанні зі стандартною космологічною моделлю ΛCDM він дає вік Всесвіту близько 13,8 млрд років.
- Другий, локальний метод спирається на спостереження за об’єктами у нашому космічному сусідстві, наприклад, пульсуючими зорями-цефеїдами та надновими Ia. Якщо інтерпретувати цей результат в межах тієї самої моделі ΛCDM, це відповідало б дещо молодшому Всесвіту — усього від 12,5 до 12,9 млрд років.
Різниця у 9 % змушувала науковців висувати теорії про «нову фізику», яка могла змінити правила гри на початку існування космосу. Нове дослідження не розв’язує напругу Габбла, але показує, що вік найстаріших зір Чумацького Шляху добре узгоджується з оцінкою у 13,8 млрд років, отриманою з аналізу реліктового випромінювання.
Зоряна археологія
Щоб розставити крапки над «і», автори нового дослідження звернулися до зоряної археології. Якщо ми знайдемо у космосі зорю, якій 13 млрд років, логічно, що сам Всесвіт не може бути молодшим за неї. Ба більше, йому потрібно було додатково близько 200 млн років після Великого вибуху, щоб перші зорі взагалі змогли народитися.
Для свого аналізу вчені відібрали субгіганти — світила, які щойно зійшли з головної послідовності свого життєвого циклу. Їхній вік піддається найточнішому датуванню. Початкова вибірка складалася з-понад 247 тис. зір, виявлених за допомогою наземного телескопа LAMOST та космічного телескопа Gaia. Після ретельного очищення даних від хімічних аномалій та перевірки незалежними методами дослідники залишили для фінального аналізу 155 тис. світил.
Вердикт зоряного перепису
Результати аналізу виявилися доволі цікавими: найстаріша зоря у вибірці має вік приблизно 13,73 млрд років, із незначною похибкою +0,18/-0,15 млрд років.
Якщо додати час, необхідний для охолодження речовини після Великого вибуху та формування перших зоряних колисок, мінімальний вік Всесвіту ідеально вписується у цифру 13,8 млрд років. Це повністю підтверджує космологічні прогнози, отримані на основі вимірів реліктового фону.
Чому помилялися інші прилади?
Отриманий вік є занадто великим для теорій, які намагалися пояснити напругу Габбла екзотичними процесами на світанку космосу. Натомість астрономи пропонують дві більш приземлені альтернативи:
- Еволюція розширення. Прискорення Всесвіту могло змінитися лише протягом останніх кількох мільярдів років під впливом темної енергії.
- Гігантська порожнеча. Наш Чумацький Шлях може перебувати всередині локальної космічної пустоти (області з аномально низькою щільністю речовини). Цей фактор здатний створювати ілюзію швидшого розширення під час вимірювань поблизу нашої Галактики, не впливаючи на глобальний вік Всесвіту.
Хоча астрономи наголошують на наявності дрібних системних похибок у моделюванні зір, це дослідження суттєво зміцнює позиції класичної космології та наближає нас до розв’язання однієї з найбільших загадок сучасної науки.
Раніше ми розповідали про те, як історія з віком Всесвіту оголила ключові проблеми Інтернету.
За матеріалами phys.org
