Новое масштабное исследование далеких сверхновых дало возможность определить концентрацию темной энергии во Вселенной и рассчитать скорость ее расширения. Тем не менее, эти данные не устранили, а наоборот, обострили давний парадокс космологии. Они лишь увеличили расхождение с точными результатами, полученными на основе наблюдений реликтового фона.
Для оценки космических расстояний используют стандартные свечи — удаленные объекты, светимость которых определена с высокой точностью. В качестве примера можно привести, сверхновые типа Ia, явления, обусловленные термоядерными взрывами белых карликов, возникают, когда эти объекты поглощают чрезмерное количество вещества от находящейся поблизости звезды. На короткий период времени такие вспышки способны излучать свет, превосходящий по интенсивности свет целой галактики, и их можно наблюдать на расстояниях, исчисляемых миллиардами световых лет. Взрывы происходят при достижении критической массы, что определяет их практически идентичную истинную светимость, в то время как видимая яркость зависит от удалённости. Именно эта особенность позволяет использовать их как стандартные свечи.
В конце 1990-х годов именно сверхновые типа Ia стали ключевым фактором в обнаружении ускоряющегося расширения Вселенной. С тех пор появились дополнительные наблюдения, которые позволили уточнить скорость этого процесса. Несколько лет назад астрофизики в рамках обзора Pantheon провели анализ светимостей около тысячи удаленных сверхновых. Сейчас они пополнили и расширили эти данные: новый обзор Pantheon+ включает свыше 1500 сверхновых, расположенных на расстояниях до 10,7 миллиарда световых лет. Это позволило вновь оценить скорость расширения Вселенной, а также содержание в ней темной материи и энергии. Отчет о работе опубликован в The Astrophysical Journal.
Согласно этим оценкам, 33,8 процента нашей Вселенной состоит из гравитирующей материи, как обычной, так и темной. Оставшиеся 66,2 процента приходятся на темную энергию — загадочную сущность, которую считают причиной расширения Вселенной. Скорость этого расширения описывается постоянной Хаббла, астрономы рассчитали скорость расширения Вселенной и определили ее как 73,4 километра в секунду на мегапарсек. Если говорить другими словами, то ближайшая Вселенная увеличивается в объеме со скоростью, сопоставимой с 260 тысячами километров в час на каждый мегапарсек, который соответствует примерно 3,26 световых года. Этот показатель немного превышает предыдущие оценки, полученные при наблюдениях за сверхновыми.
Несмотря на это, упомянутые показатели не разрешили известную космологическую проблему, связанную с постоянной Хаббла. Суть её заключается в том, что результаты различных наблюдений существенно различаются. В частности, исследования микроволнового фона Вселенной указывают на более низкие значения постоянной — 66,9 километра в секунду на мегапарсек. Результаты Pantheon+ лишь усугубили разрыв между этими значениями и теми, что получаются из наблюдений сверхновых. Более того, отклонение достигло пресловутой величины в пять сигм (σ) — значит, оно статистически достоверно, а шансы на случайность не превышают один на миллион. Проблема остается, требуя новых моделей, объясняющих это различие.