Ученые нашли новый способ измерения скорости расширения Вселенной

Первый метод предполагает анализ реликтового излучения.

Учёные-астрономы давно осознают, что наша Вселенная постоянно расширяется. Скорость этого расширения определяется константой Хаббла, значение которой обычно вычисляют двумя основными методами. Первый метод предполагает анализ реликтового излучения. Второй метод опирается на так называемую «космическую лестницу расстояний», используя для этого наблюдения за переменными звёздами и сверхновыми. Однако результаты, полученные обоими способами, не сходятся, что породило известную проблему — «хаббловское напряжение».

В ответ на это учёные из Университета Иллинойса и Чикагского университета разработали новый метод определения константы Хаббла. Их подход базируется на изучении гравитационных волн — ряби пространства-времени, возникающей при слиянии массивных космических объектов, таких как чёрные дыры или нейтронные звёзды. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Впервые гравитационные волны были зафиксированы в 2016 году обсерваторией LIGO. С тех пор объединённая сеть обсерваторий LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) зарегистрировала свыше 300 таких сигналов. Предложенная новая методика оперирует не отдельными обнаруженными событиями, а общим гравитационным фоном, который возникает из-за множества космических слияний, слишком слабых для прямого обнаружения.

Этот новый подход, получивший название «стохастическая стандартная сирена», позволяет измерять скорость расширения Вселенной, анализируя частоту и плотность таких слияний. Проведённые расчёты показали, что более низкие значения константы Хаббла коррелируют с большей плотностью событий, что, в свою очередь, усиливает гравитационный фон. Таким образом, появляется дополнительный инструмент для проверки текущих измерений и уточнения значения константы Хаббла.

Исследователи полагают, что увеличение чувствительности детекторов LVK позволит зафиксировать гравитационный фон в течение примерно шести лет. После этого новый метод откроет путь к более точному измерению скорости расширения Вселенной и анализу её параметров вплоть до момента полного обнаружения сигнала.