Новое значение постоянной Хаббла увеличивает расхождение с моделью ранней Вселенной

Международная коллаборация ведущих экспертов под руководством Стефано Казертано из Института космических телескопов в Балтиморе и Адама Рисса обнаружила самое точное на сегодняшний день значение постоянной Хаббла, достигшее погрешности всего 1%. Это исследование, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, не только не устранило, а наоборот, усилило известное «хаббловское напряжение»: реальные измерения скорости расширения Вселенной по-прежнему значительно расходятся с предсказаниями стандартной космологической модели, основанными на наблюдениях ранней Вселенной.

В результате международного сотрудничества ведущих экспертов в этой области был разработан единый подход к измерению значения постоянной Хаббла. Опубликованная в журнале Astronomy & Astrophysics работа может приблизить нас к пониманию того, почему Вселенная, по-видимому, расширяется быстрее, чем предсказывает стандартная космологическая модель.

Когда астрономы наблюдают за далекими галактиками, обнаруживается четкая положительная зависимость между их расстоянием от нашей галактики и скоростью их удаления от нас. Эта удивительно линейная зависимость описывается постоянной величиной, называемой постоянной Хаббла, которая указывает на скорость расширения Вселенной сегодня. В свою очередь, ее можно использовать для расчета времени, прошедшего с момента Большого взрыва, и на данный момент это наша наилучшая оценка возраста Вселенной.

За этой кажущейся простотой скрывается одна из самых глубоких загадок космологии. Когда исследователи выводят постоянную Хаббла из космологических моделей, которые включают в себя наилучшее теоретическое понимание расширения Вселенной, основанное на наблюдениях за ранней Вселенной, полученные значения значительно отличаются от значений, полученных с помощью прямых локальных астрономических измерений.

Как объясняет ведущий автор исследования Стефано Казертано: «Согласно преобладающей космологической модели, постоянная Хаббла должна быть на 10% меньше, чем мы измеряем непосредственно. Это называется хаббловским напряжением (напряжение Хаббла), и эта разница более чем в пять раз превышает суммарную неопределенность как моделей, так и измерений». Это несоответствие указывает на физические закономерности, лежащие в основе расширения Вселенной, которые пока не могут быть полностью объяснены. Но прежде чем исследователи смогут глубже изучить причины расхождения в значениях постоянной Хаббла, им необходимо сначала устранить различия в собственных измерениях этой постоянной.

За последние несколько десятилетий появилось множество методов измерения этого значения, и хотя их результаты в целом схожи, они не идентичны. Поскольку эти методы основаны на различных индикаторах расстояния и этапах калибровки, космологам оказалось сложно объединить их в единое унифицированное измерение статистически строгим образом.

В 2025 году Международный институт космических исследований (ISSI) в Берне решил эту проблему, проведя специальный семинар, на который были приглашены все эксперты в этой области, чтобы определить, какие части этих измерений являются общими, а какие независимыми и взаимно усиливают друг друга.

Как пояснил соавтор статьи Адам Рисс, «затем мы разработали статистическую модель для корректного объединения всех этих измерений и выявления любых возможных несоответствий». Благодаря такому тщательному подходу участники коллаборации смогли согласовать измерение, совместимое и согласованное с различными используемыми ими методами, и прийти к консенсусу относительно единого значения постоянной Хаббла.

По словам Стефано Казертано, «это самое точное измерение на сегодняшний день, впервые достигшее погрешности точности в 1%». Исследователи также обнаружили, что ни одно отдельное измерение или параметр не имеют решающего значения для этого результата: любой компонент можно полностью исключить, и значение постоянной Хаббла останется практически неизменным.

Важно отметить, что новое значение усиливает расхождение с предсказаниями ранней Вселенной, соответствуя расхождению более чем в пять стандартных отклонений. Вместо того чтобы уменьшить это расхождение, улучшенная точность подтверждает, что оно остается статистически значимым. Как подчеркивает Адам Рисс, «подтверждение противоречий, связанных с телескопом Хаббл, делает еще более важным пересмотр основ современной космологической модели и выявление любых новых явлений, которые могут изменить эволюцию Вселенной».

Это исследование представляет собой образцовый пример современной «метанауки» в космологии: вместо поиска одного идеального метода авторы создали прозрачную, статистически строгую сеть из множества независимых индикаторов расстояний (от цефеид и TRGB до сверхновых и соотношения Талли-Фишера), применив ковариационное взвешивание для согласования их результатов.

Полученное значение H0 = 73,50 ± 0,81 км/с/Мпк (погрешность 1,1%) практически не зависит от исключения какого-либо одного метода: например, удаление цефеид или красных гигантов (TRGB) меняет результат незначительно, а замена сверхновых типа Ia на галактические индикаторы сдвигает H0 менее чем на 0,1 км/с/Мпк. Ключевой вывод: локальное измерение остается устойчивым и высокоточным, а расхождение с предсказаниями ранней Вселенной (7,1 сигма для модели ΛCDM с данными Planck+SPT+ACT) становится только более надежным. Это означает, что «хаббловское напряжение» — не артефакт какого-то одного метода или группы, а реальное физическое несоответствие, требующее новой физики.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях