ещо не е съвсем наред във Вселената. Поне на базата на всичко, което физиците знаят досега. Звезди, галактики, черни дупки и всички други небесни обекти се отдалечават един от друг все по-бързо във времето.

Минали измервания в нашата част от  Вселената откриват, че тя експлодира и се разширява по-бързо, отколкото е било в началото. Това не би трябвало да е така, въз основа на всички познания на учените за Вселената.

Ако техните измервания на скоростта на разширяване на Вселената (в (km/s)/Mpc), известна като константата на Хъбъл, са правилни, това означава, че в настоящия модел липсва решаваща нова физика, като например неизвестни фундаментални частици, или нещо странно, случващо се с тайнствената субстанция, известна като тъмна енергия.

Сега, в ново проучване, публикувано в списанието Monthly Notices на Кралското астрономическо общество, учените са измерили константата на Хъбъл по съвсем нов начин, потвърждавайки, че всъщност Вселената се разраства по-бързо сега, отколкото в ранните си дни.

За да обяснят как Вселената преминава от малка, гореща и плътна тъкан от плазма към огромното пространство, което виждаме днес, учените са предложили това, което е известно като „модела Lambda Cold Dark Matter“ (LCDM). Моделът поставя ограничения върху свойствата на тъмната материя – вид материя, която упражнява гравитационно привличане, но не излъчва светлина и тъмна енергия, която изглежда се противопоставя на гравитацията.

LCDM може успешно да възпроизвежда структурата на галактиките и космическия микровълнов фон – първата светлина на Вселената – както и количеството водород и хелий във Вселената. Но не може да обясни защо Вселената се разширява по-бързо сега, отколкото в началото. Това означава, че или моделът на LCDM е грешен, или измерванията на скоростта на разширяване са грешни.

„Новият метод има за цел най-накрая да разреши дебата за разширяването“, казва Саймън Бирър, изследовател от Калифорнийския университет, Лос Анджелис, и водещ автор на новото проучване. Досега новите независими измервания потвърждават несъответствието, което предполага, че може да е необходима нова физика.

За да измерят константата на Хъбъл, учените преди това са използвали няколко различни метода. Някои са използвали супернови в близката част на Вселената, а други са разчитали на Цефеиди, или звезди, които пулсират и редовно трептят в яркостта си. Трети са изучавали космическото фоново радиационно излъчване.

Новото изследване използва техника, която използава светлината от квазари – изключително ярки галактики, задвижвани от масивни черни дупки.

„Независимо колко внимателно се извършва един експеримент, винаги може да има някакъв ефект, дължащ се на видовете инструменти, които се използват, за да направят това измерване. Така че, когато групата използва напълно различен набор от инструменти … и получава същия отговор, тогава можете бързо да заключите, че този отговор не е резултат от някакъв сериозен ефект в техниките", казва Адам Рийс, Нобелов лауреат и изследовател в Научния институт за космически телескопи в Университета Джон Хопкинс. „Мисля, че нашата увереност нараства, че се случва нещо наистина интересно“, каза Рийс, който не е участвал в проучването.

Ето как работи техниката: Когато светлината от квазар преминава през галактика, гравитацията от галактиката кара тази светлина да се „огъне гравитационно“ преди да стигне до Земята. Галактиката действа като леща, като изкривява светлината на квазара в множество копия – най-често две или четири в зависимост от мястото на квазаря в галактиката. Всяко от тези копия изминава малко по-различен път край галактиката.

Квазарите обикновено не блестят с постоянна светлина, както много звезди. Поради това, че материалът попада в централните им черни дупки, те променят яркостта си в перод от часове до милиони години. Тъй като изображението на квазара е представено в множество копия, всяка промяна в яркостта на квазара ще доведе до лека разлика между копията, тъй като на светлината от определени копия е нужно повече време, за да стигне до Земята.

От това несъответствие учените биха могли точно да определят колко далеч сме от квазара и междинната галактика. За да изчислят константата на Хъбъл, астрономите сравняват това разстояние с червеното отместване на обекта (промяна на дължината на вълната към червения диапазон на спектъра, което показва разширяването на Вселената).

Изследване на светлината от системи, които създават четири образа или копия на квазар, е правено и в миналото. Но в новото изследване, Бирер и неговите колеги успешно демонстрират, че е възможно да се измери константата на Хъбъл от системи, които създават само двойно изображение на квазара. Това драматично увеличава броя на системите, които могат да бъдат изследвани, което в крайна сметка ще позволи константата на Хъбъл да бъде измерена по-прецизно.

„Изображенията на квазари, които се появяват четири пъти, са много редки – може би има само 50 до 100 в цялото небе, а и не всички са достатъчно ярки, за да бъдат измерени“, каза Бирър. „Системите с двойни лещи обаче се срещат пет пъти по-често.“

Новите резултати от системи с двойни лещи, комбинирана с три други предварително измерени системи с четворни лещи, установяват стойност на константата на Хъбъл 72,5 километра в секунда на мегапарсек; (в (km/s)/Mpc),  като това съотвенства на други измервания на близката Вселена, но все още е с около 8% по-високо от измерванията на по-старата или ранната Вселена.

Тъй като новата техника се прилага към повече системи, изследователите ще могат да се ориентират в точната разлика между измервания на отдалечената (или ранна) Вселена и близката (по-нова) Вселена.

Точното измерване на константата на Хъбъл помага на учените да разберат нещо повече от това колко бързо се разширява Вселената. Константата е ключова, когато се определя възрастта на Вселената и физическия размер на далечните галактики. Също така е важна за астрономите при определянето на количеството тъмна материя и тъмната енергия във Вселената.