Современная космология переживает период глубоких размышлений и пересмотра догм, поскольку телескоп Джеймса Уэбба подтвердил наличие тревожной аномалии, которая заставляет по-новому взглянуть на основу понимания нашей Вселенной. Этот аномальный феномен известен как «напряжённость Хаббла» — расхождение в измерениях скорости расширения космоса, представляющее одну из наиболее острых проблем современной физики и астрономии. Более десяти лет учёные пытаются объяснить расхождения между различными методами оценки так называемой постоянной Хаббла — ключевого параметра, указывающего, с какой скоростью расширяется пространство во Вселенной. Телескоп Джеймса Уэбба, обладая высокой чувствительностью и уникальными инфракрасными способностями, позволил астрономам получить более точные данные о характере и свойствах цефеид — переменных звёзд, которые служат главными «маяками» в космических измерениях расстояний. Ранее наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла уже указывали на более высокое значение постоянной Хаббла, превышающую результаты, полученные при анализе космического микроволнового фонового излучения, изучаемого благодаря спутнику Планк.
Совмещение этих данных с новыми подтверждениями Джеймса Уэбба исключило возможность систематических ошибок или методологических неточностей. Расхождение между двумя измерениями скорости расширения — около 67 км/с/Мпк, полученное из космического микроволнового фонового излучения, и приблизительно 74 км/с/Мпк, выведенное из наблюдений за цефеидами и другими астрономическими объектами ближнего космоса, представляет собой долгосрочную загадку. Оно указывает на то, что наша текущая космологическая модель, учитывающая такие концепты, как тёмная материя и тёмная энергия, может быть неполной либо содержать фундаментальные ошибки. Иными словами, существует вероятность того, что для полного описания динамики Вселенной требуется пересмотреть или дополнить существующую теорию. Многие ведущие эксперты охарактеризовали ситуацию как кризис в области космологии.
Например, лауреат Нобелевской премии Дэвид Гросс говорит не просто о проблеме, а именно о кризисе, который демонстрирует, что наши знания о базовых силах и структуре космоса находятся под угрозой пересмотра. Такие озарения уже не редкость в науке: часто именно благодаря выявлению несоответствий и аномалий происходят прорывы, ведущие к появлению новых теорий и моделей. Сотрудничество между телескопами Уэбба и Хаббла оказалось решающим для подтверждения существования «напряжённости Хаббла». Уникальные инструменты Уэбба, особенно в инфракрасном диапазоне, смогли предоставить более чёткие наблюдения, устранить погрешности, вызываемые пылью и искажениями в видимом свете, и подтвердить надёжность прежних измерений Хаббла о цефеидах. Научное сообщество получило мощный толчок для дальнейших исследований и попыток объяснения наблюдаемых противоречий.
В настоящее время перед учёными стоит непростая задача создания новых теоретических моделей, которые смогут гармонично объединить имеющиеся данные. Среди перспективных направлений изучения — гипотеза о наличии необычных частиц, так называемых «анчастиц» (unparticles), которые могли бы влиять на ускоренное расширение Вселенной. Другие учёные рассматривают возможность существования дополнительных пространственных измерений, о которых говорится в теориях струн, что могло бы создавать эффекты, не учитываемые в традиционной физике. Некоторые специалисты предполагают, что гравитация, как фундаментальная сила, могла быть неверно понята в масштабах огромных космических расстояний. Если закон тяготения действительно работает иначе на межгалактических масштабах, чем предсказывает теория Эйнштейна, это могло бы объяснить несоответствия в измерениях скорости расширения.
Такой поворот событий привёл бы к необходимости радикального переосмысления не только космологии, но и фундаментальных законов физики. Ближайшие годы обещают стать крайне насыщенными с точки зрения экспериментов и наблюдений. Планы по проведению новых миссий, таких как космический телескоп WFIRST, миссия Euclid Европейского космического агентства, а также дальнейшие исследования самого Джеймса Уэбба, ориентированы на сбор подробной информации, которая поможет нише понять природу загадочной аномалии. Эти инициативы направлены на подтверждение или опровержение новых гипотез и на уточнение методов измерений, что безусловно позволит на шаг приблизиться к решению «напряжённости Хаббла». Появление таких данных и необходимость поиска дополнительного понимания пространства и времени имеют огромное значение не только для узкопрофессионального круга учёных, но и для всего человечества.
