Что такое постоянная Хаббла и как ее измеряют через столкновения звезд?
Две группы астрономов, измеряя расширение Вселенной, получают результаты, которые расходятся на 5–7 км/с на мегапарсек. Разница не случайна — она устойчиво воспроизводится уже много лет. Это явление называют напряжением Хаббла. И вот появился новый, независимый способ проверить, кто прав: гравитационные волны от столкновения нейтронных звёзд.
Одна константа, два ответа
Постоянная Хаббла — скорость расширения Вселенной сегодня. От неё зависит возраст космоса, его прошлое и будущее. Измерять её пытаются разными инструментами. Одни астрономы смотрят на реликтовое излучение, дошедшее до нас из эпохи, когда Вселенной было около 380 тысяч лет. Другие — на пульсирующие звёзды и сверхновые в близких галактиках. К началу 2020-х точность обоих методов выросла настолько, что разница перестала укладываться в ошибки: 67–68 км/с/Мпк против 72–74. Напряжение стало главной головной болью космологии. Никто не знает, где ошибка: в данных или в самой теории эволюции Вселенной.
Гравитационные волны как третейский судья
В 2015 году детекторы LIGO впервые поймали гравитационные волны — рябь пространства-времени от слияния чёрных дыр. А в 2017 году произошло нечто уникальное: гравитационный сигнал от слияния двух нейтронных звёзд — событие GW170817 — сопровождался вспышкой света. Это позволило определить галактику, где произошёл взрыв, и независимо измерить расстояние. На бумаге метод выглядит безупречно: гравитационные волны дают расстояние, свет — красное смещение. Никаких сложных «лестниц расстояний», никакой зависимости от калибровок звёзд-свечей.
Но на деле первый же замер по GW170817 дал результат, который провалился ровно посередине между двумя лагерями. Вместо разрешения спора он только запутал картину.
Как повысили точность
После 2017 года астрономы не бросили попытки выжать из этого события максимум. Они следили за послесвечением джета — узкого потока заряженных частиц, выброшенного после слияния. Сеть радиотелескопов по всему миру измеряла его движение и форму. Но даже лучшие модели оставляли погрешность слишком большой, чтобы различить 67 и 73.
В новой работе, опубликованной в The Astrophysical Journal, группа под руководством Келли Горджи пошла дальше. Они применили более сложные гидродинамические модели джета, улучшили статистическую обработку и тщательно учли источники систематических ошибок. Результат — оценка постоянной Хаббла от 61 до 70 км/с/Мпк.
Неожиданный поворот
Этот интервал всё ещё шире, чем у «классических» методов, — примерно в четыре раза. Но важна его середина. Она явно смещена к значению 67–68, которое даёт реликтовое излучение. То есть гравитационно-волновой метод, который тоже относится к «ближней Вселенной» (ведь событие произошло в соседней галактике), не подтверждает завышенный результат сверхновых и цефеид. Возможно, проблема не в новой физике, а в калибровке тех самых пульсирующих звёзд и сверхновых.
Авторы исследования прямо говорят: их результат не ставит точку в споре. Для этого нужно поймать ещё десяток подобных слияний нейтронных звёзд. А они случаются редко — раз в несколько лет. Но если следующие события подтвердят сдвиг в сторону 67–68, напряжение Хаббла может оказаться решённым без привлечения тёмной энергии или модификаций гравитации.
Что дальше
Пока у нас есть лишь одно событие с оптическим сопровождением за всю историю наблюдений. Следующее может произойти завтра — или через десять лет. Но метод уже доказал свою состоятельность. И даже один такой замер способен указать, в какую сторону склоняются весы. Вопрос лишь в том, хватит ли терпения у астрономов и финансирования у детекторов третьего поколения. А пока — напряжение Хаббла остаётся самой захватывающей загадкой современной космологии.
