Использование гравитационного линзирования позволило наблюдать излучение от далекой вспышки сверхновой на Земле несколько раз, с различной степенью задержки. Это дало возможность переоценить постоянную Хаббла, характеризующую скорость расширения Вселенной.
Вселенная продолжает расширяться, причем скорость этого процесса постоянно возрастает, что можно охарактеризовать как постоянной Хаббла. Однако точное значение этой константы остается неизвестным. Для ее определения применяют «стандартные свечи» (например, звезды цефеиды или определенные типы сверхновых) — источники, чья истинная светимость строго задана, и, следовательно, видимая яркость зависит исключительно от расстояния. Альтернативный подход основан на температуре реликтового излучения, которое возникло еще до образования первых звезд. Несоответствие заключается в том, что результаты, полученные различными методами, заметно различаются — примерно на десять процентов.
Международная группа астрономов под руководством Брэда Такера из Австралийского национального университета разработала новый метод определения величины постоянной Хаббла. Для этого ученые зафиксировали свет одной и той же сверхновой, достигающий нас по пяти различным траекториям, что привело к формированию так называемого Креста Эйнштейна. О результатах исследования рассказано в двух публикациях, вышедших в научных журналах Science и The Astrophysical Journal.
В соответствии с Общей теорией относительности, гравитация приводит к деформациям пространства-времени. При этом, если излучение, испускаемое удаленным источником, проходит вблизи массивного объекта, его прямолинейное движение отклоняется. Это позволяет использовать такие объекты как подобие оптических линз, деформируя изображение. Иногда в результате этого даже возникают несколько изображений одного и того же источника, такие как знаменитый Крест Эйнштейна — учетверенное изображение далекого квазара.
Искаженные лучи, формирующие множественные изображения одного и того же объекта в Кресте Эйнштейна, преодолевают различное расстояние, которое, в числе прочего, зависит от постоянной Хаббла. Именно поэтому еще в середине прошлого века норвежский астроном Сюр Рефсдал предложил использовать линзированные сверхновые для определения этой величины. Однако проведение необходимых наблюдений стало возможным только в последние годы.
Первой сверхновой, соответствующей заданным критериям, оказалась SN Refsdal, объект был обнаружен на расстоянии приблизительно 14,4 миллиарда световых лет. Его вспышки зафиксировал космический телескоп Hubble, причем из-за гравитационного линзирования они достигают Земли различными путями и с разной задержкой, формируя Крест Эйнштейна – систему из пяти изображений. Первые вспышки были зарегистрированы в конце 2014 года, а еще одно изображение – уже в начале 2015-го.
На основе данных, полученных при наблюдении сверхновой Рефсдала, Брэд Такер и его коллеги пересмотрели значение постоянной Хаббла, определив его как приблизительно 66,6 километров в секунду на мегапарсек. Эта величина оказалась созвучна результатам, которые ранее были получены при изучении реликтового излучения (67 километров в секунду на мегапарсек), в отличие от оценок, основанных на использовании стандартных свечей (около 73 километра в секунду на мегапарсек).