Представьте: два научных коллектива, одни и те же данные, но кардинально разные выводы. Один утверждает, что Вселенная расширяется со скоростью 73 км/с на мегапарсек, другой настаивает на 67 км/с. Этот раскол, известный как «Губбл-теншн» (Hubble tension), уже 10 лет будоражит умы астрофизиков. Что происходит, когда самые точные инструменты человечества дают противоречивые результаты? И почему эта разница может означать, что мы фундаментально неправильно понимаем устройство реальности?
Что такое постоянная Хаббла и почему её значение критично для науки?
Постоянная Хаббла (H₀) — это цифра, определяющая, насколько быстро удаляются галактики друг от друга из-за расширения пространства. Её точное значение необходимо для расчета возраста Вселенной, моделирования её эволюции и даже проверки теорий о тёмной энергии. Если представить космос как воздушный шар с нанесенными точками-галактиками, H₀ покажет, насколько быстро этот шар надувается. Ошибка в 7% (73 против 67) кажется маленькой, но в масштабах космологии это превращается в разницу в 1,3 миллиарда лет для возраста Вселенной — от 13,8 до 12,5 млрд лет.
Как измеряют расширение Вселенной: два метода, два результата
Метод ближней Вселенной. Группа под руководством Адама Рисса (лауреата Нобелевской премии) использует цефеиды — переменные звезды, чья яркость напрямую связана с периодом колебаний. Измеряя их блеск в близких галактиках, затем сравнивая с наблюдениями сверхновых типа Ia, команда получает значение H₀ = 73 км/с на Мпк. Точность метода подтверждена данными телескопа «Хаббл» и космической обсерватории «Джеймс Уэбб».
Метод ранней Вселенной. Коллаборация Planck анализирует реликтовое излучение — «эхо» Большого взрыва, сохранившееся в микроволновом диапазоне. Подгоняя модель ΛCDM (стандартную космологическую модель) под данные Planck, учёные получают H₀ = 67 км/с на Мпк. Разница в 9% выходит за пределы статистической погрешности, что делает её неразрешимой в рамках текущих теорий.
Почему стандартные объяснения проваливаются?
Первое предположение — систематические ошибки в измерениях. Но проверка методов цефеид с помощью «Джеймс Уэбб» в 2024 году только усилила расхождение. Вторая гипотеза — неучтённые свойства тёмной энергии. Если её плотность меняется со временем (вместо постоянной в ΛCDM), это могло бы объяснить разницу. Однако наблюдения галактических скоплений не подтверждают такой сценарий.
Ещё одна теория предполагает существование «ранней тёмной энергии» — гипотетического компонента, действовавшего в первые 300 000 лет после Большого взрыва. Но тогда пришлось бы переписывать уравнения, описывающие рекомбинацию водорода, что вступает в конфликт с данными наблюдений за спектром реликтового излучения.
Сенсационная версия: Вселенная неоднородна?
В 2025 году группа из Оксфорда предложила радикальное решение: возможно, мы находимся внутри гигантской «пузырьковой структуры» диаметром 1 млрд световых лет, где плотность материи ниже средней. В таком случае близкие галактики удаляются быстрее из-за локального искажения пространства. Проблема в том, что такие структуры запрещены принципом космологической однородности — краеугольным камнем современной космологии.
Данные обзора галактик DESI пока не подтверждают эту модель, но команда настаивает: если Вселенная имеет фрактальную структуру на крупных масштабах, это объяснит не только Губбл-теншн, но и аномалии в распределении космических лучей.
Как новый телескоп разрушит старые парадигмы?
Запуск космической обсерватории «Нэнси Грейс Роман» в 2027 году может дать ответ. Её способность одновременно измерять тысячи цефеид и сверхновых с точностью до 1% позволит исключить погрешности. Но если расхождение сохранится, последствия будут ошеломляющими: либо стандартная модель космологии неверна, либо мы сталкиваемся с проявлением новых физических законов — например, взаимодействия тёмной материи с обычной через пятую силу природы.
Интересно, что аналогичная проблема уже возникала в физике. В 1920-х годах Эдвин Хаббл обнаружил, что по расчётам на основе скоростей галактик возраст Вселенной составляет 2 млрд лет — меньше, чем возраст Земли. Решение пришло с открытием цефеид как стандартных свечей. Сегодня мы, возможно, стоим на пороге подобной революции.
Почему эта загадка важна для обычного человека?
Казалось бы, разница в скорости расширения — проблема только для астрофизиков. Но если ΛCDM окажется неполной, это повлияет на всё: от методов поиска экзопланет (ошибки в расчётах расстояний) до технологий будущего. Представьте, что тёмная энергия со временем ослабнет — Вселенная перестанет расширяться, и галактики начнут сближаться. В теории это приведёт к «Большому Схлопыванию» через триллионы лет. Знание точного значения H₀ помогает предсказать такие сценарии.
Более практично: алгоритмы коррекции искривления пространства, разрабатываемые для решения Губбл-теншна, уже используются в спутниковой навигации. Точность GPS могла бы вырасти на порядок, если бы мы лучше понимали гравитационное воздействие крупных структур.
Что говорит противникам «парадокса»?
Не все признают существование проблемы. Группа из Парижской обсерватории утверждает, что пересчёт данных Planck с учётом новых моделей пыли в Млечном Пути сближает результаты до H₀ = 69,8 ± 1,9. Проблема в том, что этот метод требует введения дополнительных параметров, что противоречит принципу «бритвы Оккама» — наука должна стремиться к простоте.
Скептики также напоминают, что в 2013 году аналогичный «кризис» возник из-за измерений нейтрино со скоростью выше световой. Оказалось, виновата была плохая фиксация оптического кабеля. История учит: сначала проверяй оборудование, потом переписывай физику.
Какой сценарий развития событий наиболее вероятен?
Согласно опросу 500 космологов (2025, журнал «Nature»), 45% верят в существование новой физики, 30% настаивают на скрытых систематических ошибках, 25% ждут прорыва от данных «Роман». Самый консервативный сценарий — постепенное сближение значений при улучшении методик. Но если к 2030 году расхождение превысит 10%, это официально будет объявлено кризисом в фундаментальной физике.
Радикальный вариант: обнаружение, что реликтовое излучение искажено гравитационными волнами от слияния чёрных дыр в ранней Вселенной. Такая гипотеза, предложенная в 2024 году, пока не имеет доказательств, но объясняет аномалии в поляризации излучения.
Чему учит нас этот космический спор?
Губбл-теншн — редкий пример, когда наука честно признаёт: «Мы не знаем». В отличие от популярных тем вроде поиска внеземного разума, эта проблема требует терпения и скрупулёзной работы. Но именно здесь рождаются прорывы. Как сказал Стивен Хокинг: «Больше всего меня волнуют вопросы, на которые у нас пока нет ответов».
Каждый раз, когда вы смотрите в ночное небо, помните: даже самые базовые законы, которые мы принимаем как данность, могут измениться завтра. И в этом — величие науки, которая не боится признавать, что реальность сложнее наших представлений.