Телескопът „Джеймс Уеб“ потвърждава, че Вселената се разширява с неочаквана скорост

Резултати от наблюдения на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ потвърждават, че Вселената се разширява с неочаквана за учените скорост, съобщава Ройтерс.
Фактът, че Вселената се разширява по-бързо от очакваното, кара изследователите да се замислят за причината - може би някакъв неизвестен фактор, включващ мистериозни космически компоненти като тъмна енергия и тъмна материя.
Двегодишните данни от космическия телескоп на НАСА „Джеймс Уеб“ вече потвърждават по-ранното откритие на космическия телескоп „Хъбъл“, че скоростта на разширяване на Вселената е по-бърза - с около 8%, отколкото би се очаквало въз основа на данните на астрофизиците за началните условия в космоса и неговата еволюция.
Това несъответствие учените са нарекли „Напрежение на Хъбъл“.
Новите наблюдения на „Джеймс Уеб“ - най-мощният космически телескоп, разполаган досега, изключват идеята, че данните от предшественика му „Хъбъл“ са били по някакъв начин погрешни поради грешка на инструмента.
„Това е най-голямата извадка от данни от телескопа „Джеймс Уеб“ - първите му две години в космоса - и тя потвърждава озадачаващото откритие от космическия телескоп „Хъбъл“, с което се борим от десетилетие: Вселената сега се разширява по-бързо, отколкото най-добрите ни теории могат да обяснят“, казва астрофизикът Адам Рийс от университета „Джонс Хопкинс“ в Мериленд, научен ръководител на изследването, публикувано в понеделник в Astrophysical Journal.
„Да, изглежда, че нещо липсва в нашето разбиране за Вселената“, допълва Рийс, Нобелов лауреат по физика за 2011 г. „Нашето разбиране за Вселената съдържа много незнание за два елемента - тъмната материя и тъмната енергия, а те съставляват 96% от Вселената, така че това не е никак малко“, допълва Рийс.
„Резултатите от „Джеймс Уеб“ могат да се тълкуват като предположение, че може би има нужда да преразгледаме нашия модел на Вселената, въпреки че в момента е много трудно да се определи какво точно е това“, казва Сиян Ли, докторант по астрономия и астрофизика в университета „Джон Хопкинс“ и съавтор на изследването.
Тъмната материя, за която се смята, че съставлява около 27% от Вселената, е хипотетична форма на материя, която е невидима, но се предполага, че съществува въз основа на гравитационното ѝ въздействие върху обикновената материя - звезди, планети, луни, всички неща на Земята - която от своя страна съставлява около 5% от Вселената.
Тъмната енергия, за която се смята, че съставлява приблизително 69% от Вселената, е предполагаема форма на енергия, проникваща в огромни пространства, която противодейства на гравитацията и стимулира ускореното разширяване на Вселената.
С какво обаче може да се обясни аномалната скорост на разширяване?
„Съществуват много хипотези, които включват тъмна материя, тъмна енергия, тъмно лъчение - например неутрино (вид призрачна субатомна частица), или самата гравитация, която има някои екзотични свойства като възможни обяснения“, казва Рийс.
Изследователите използват три различни метода за измерване на специфичен показател - разстоянията от Земята до галактиките, в които са регистрирани пулсиращи звезди, наречени цефеиди.
Цефеидата е променлива звезда, гигант или жълт свръхгигант, чиято маса е между 4 и 15 слънчеви маси, а светимостта и между 100 и 30 000 слънчеви светимости. При цефеидите се наблюдава строга зависимост между яркостта на звездата и периода на изменение на блясъка ѝ, което позволява да се измерва директно разстоянието до нея. 
Измерванията на тези обекти от „Джеймс Уеб“ и „Хъбъл“ са в хармония.
Скоростта на разширяване на Вселената - величина, наречена „константа на Хъбъл“, се измерва в километри в секунда на мегапарсек, разстояние, равно на 3,26 милиона светлинни години. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година - 9,5 трилиона км.
Според стандартния модел на космологията стойността на константата на Хъбъл би трябвало да е около 67-68. Данните на „Хъбъл“ и „Джеймс Уеб“ обаче дават средна стойност от около 73, с диапазон от около 70-76.
Големият взрив преди 13-14 милиарда години поставя началото на Вселената и оттогава тя се разширява. През 1998 г. учените разкриват, че това разширяване всъщност се ускорява, като хипотетичната причина за това вероятно е тъмната енергия.
В новото изследване са разгледани данни от „Джеймс Уеб“, които обхващат около една трета от пълния списък на галактиките, проучени от „Хъбъл“. През 2023 г. изследователите обявиха, че по-ранните междинни данни от „Джеймс Уеб“ потвърждават констатациите от „Хъбъл“.
И така, как може да бъде разрешена тази загадка на напрежението на Хъбъл?
„Нуждаем се от повече данни, за да характеризираме по-добре тази следа. Точно какъв е размерът му (на несъответствието)? Дали несъответствието е в долния край - 4-5%, или в горния край - 10-12%, на това, което ни дават настоящите данни? В какъв диапазон от космическото време се проявява то? Нужна е допълнителна информация за учените“, обобщава Рийс.