Международен екип изследователи предлагат нов начин за справяне с напрежението на Хъбъл – дебата за това колко бързо се разширява Вселената. Те сравняват оценките за възрастта на Вселената, а не скоростта на нейното разширяване. Използвайки точни звездни данни, те определят възрастта на внимателно подбрани много стари звезди в Млечния път и откриват, че най-вероятната възраст е около 13,6 милиарда години.
Въз основа на стандартния космологичен модел ΛCDM (съкратено от Lambda-Cold Dark Matter), тази възраст не съвпада с по-младата Вселена, получена от измервания на разширението, базирани на променливите звезди цефеиди и свръхнови, но съвпада с по-старата възраст, получена от наблюдения на космическия микровълнов фон. Това добавя нова перспектива към продължаващия дебат за напрежението на Хъбъл, за което отдавна пишем.
Преформулиране на дебата за напрежението на Хъбъл
Един от най-дискутираните въпроси в съвременната космология е стойността на константата на Хъбъл, която измерва текущата скорост на разширяване на Вселената. В продължение на години различни традиционни методи дават противоречиви резултати и въпреки големите усилия, все още няма ясно обяснение. След космическата мисия Gaia, нашият Млечен път все повече се превръща в „близка лаборатория“ за космология.
Неотдавнашното проучване на Елена Томасети (Elena Tomasetti) и нейния екип предлага алтернативен подход на използваните досега методи. Вместо да търсят несъответствия директно в скоростта на разширяване, те я вкарват в т. нар. възрастов диапазон.
Космологичните модели пряко свързват текущата скорост на разширяване на Вселената с нейната възраст: по-високата стойност на константата на Хъбъл предполага по-млада Вселена, докато по-ниската стойност съответства на по-стара Вселена. В момента оспорваните измервания на константата на Хъбъл, базирани на измервания в локалната Вселена на променливите звезди цефеиди и свръхнови, от една страна, и в ранната Вселена на космическия микровълнов фон, от друга, съответстват на космически възрасти от приблизително 13 и 14 милиарда години съответно. Но коя от тези две възрасти е правилна?
Използване на най-старите звезди като часовници
Вселената не може да бъде по-млада от най-старите звезди, които съдържа. Следователно, ако възрастта на най-старите звезди в нашата галактика може да бъде измерена с висока точност, може да се установи надеждна долна граница за възрастта на Вселената.
Проектът е резултат от необичайно сътрудничество между две традиционно отделни изследователски групи: космолози от Университета в Болоня и група по звездна археология в Института за астрофизика „Лайбниц“ в Потсдам (AIP). Работата се основава на съществуващ каталог на възрасти на звездни от предишно проучване на AIP, което измерва точно възрастта чрез комбиниране на множество набори от данни за яркостта, позицията и разстоянието на повече от 200 000 звезди в Млечния път.
Ключов елемент е използването на третото издание на данни от мисията Gaia на Европейската космическа агенция (ESA), което предоставя изключително точни паралакси и спектри и по този начин подобрява звездните параметри за голям брой близки звезди.
Gaia намалява оценката за възрастта на Вселената
От този обширен набор от данни е съставена внимателно подбрана извадка от най-старите звезди с най-надеждни оценки за възрастта. Фокусът е върху качеството, а не върху количеството; избрани са само звезди, чиято възраст може да бъде надеждно определена чрез байесовия код за изохронно напасване StarHorse, и са премахнати потенциално несигурните данни. Резултатът за крайната извадка от около 100 звезди е, че най-вероятната възраст е около 13,6 милиарда години. Това е твърде много, за да е съвместимо с възрастта на Вселената, изведена от цефеидите и свръхновите, но съвпада добре с космическата възраст, изведена от космическия микровълнов фон.
Какво означава това за бъдещата космология
Макар че тези резултати все още не са окончателни поради оставащите несигурности в оценките за звездната възраст, те предоставят важно независимо ограничение на дебата за напрежението на Хъбъл. В същото време те подчертават потенциала на космологията в близкото поле, и по-специално изследванията на AIP, за справяне с фундаментални космологични въпроси, използвайки най-старите „фосили“ на Млечния път. С четвъртото публикуване на данни от Gaia се очаква по-нататъшен значителен напредък – и с него още по-силни ограничения върху възрастта на Вселената и стойността на константата на Хъбъл.
Справка:
E. Tomasetti et al. 2026: The oldest Milky Way stars: New constraints on the age of the Universe and the Hubble constant, A&A, 707, A111, https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557038 (ArXiv)
S. Nepal et al. 2024: Discovery of the local counterpart of disc galaxies at z > 4: The oldest thin disc of the Milky Way using Gaia-RVS, A&A, 688, A167 https://doi.org/10.1051/0004-6361/202449445 (ArXiv)
Източник: How old is the universe? The oldest stars give us a clue, Janine Fohlmeister, Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam
