Двадцать лет назад ученые пришли к выводу, что наша Вселенная расширяется, причем все быстрее и быстрее. Рассчитать точную скорость этого процесса — так называемую постоянную Хаббла — оказалось на удивление сложно. До сих пор существовало два метода вычислений, и они давали различные результаты. Но данные о гравитационных волнах от столкновения двух нейтронных звезд позволяют вычислить эту величину по-новому, рассказывает Phys.org.

«Постоянная Хаббла позволяет понять размер и возраст Вселенной; она была священным Граалем с самого зарождения космологии. Включение в расчеты гравитационных волн дает нам совершенно новый взгляд на Вселенную», — говорит один из авторов исследования, профессор Дэниел Хольц.

Для расчетов скорости расширения Вселенной ученым нужно знать две цифры: расстояние до удаленного объекта и скорость его удаления от нас. Если его видно в телескоп, то скорость определить относительно легко, поскольку свет по мере удаления смещается в красный спектр.

Измерить расстояние намного сложнее. Обычно астрономы применяют шкалу расстояний с известной светимостью объектов, так называемых стандартных свечей. Этот метод не всегда дает нужную точность, поскольку на измерения влияет множество параметров.

Другой способ измерения постоянной Хаббла — реликтовое излучение, которое появилось в самом начале существования Вселенной и которое все еще можно обнаружить.

Гравитационные волны дают возможность рассчитать постоянную Хаббла совершенно по-новому. Когда две массивных звезды сталкиваются друг с другом, они создают рябь времени-пространства. Измерив этот сигнал, ученые получают данные о массе и энергии столкнувшихся объектов. Сравнив эти данные с силой гравитационных волн, можно понять, на каком расстоянии от нас они расположены.

Эти расчеты содержат меньше допущений, что делает их более точными, говорит профессор Хольц.

В статье он и его коллеги предсказывают, что как только астрономы зафиксируют 25 столкновений нейтронных звезд, они смогут измерить расширение Вселенной с точностью до 3%. А 200 наборов данных повысят точность расчетов до 1%.

Знание постоянной Хаббла даст возможность ученым ответить на ряд фундаментальных вопросов о Вселенной, природе гравитации и темной энергии.    

Нашим далеким потомкам расширение Вселенной может создать проблемы — ближайшие галактики пропадут за горизонтом событий и окажутся недоступными. Предотвратить это можно, по мнению американского физика, использовав энергию звезд для направления солнечных систем в нужную сторону.