Новая техника отслеживания расширения окружающего нас пространства, пока позволяющая себе значительные неточности, уже сегодня может ответить на вопросы, принципиально неразрешимые для альтернативных методов.

Мы знаем об этом почти шестнадцать лет: Вселенная расширяется с ускорением. А раз так, то в ней присутствует некая тёмная энергия — что-то, что расталкивает галактики в разные стороны и обеспечивает это самое ускоренное расширение.

Но как именно эта тёмная энергия действует, мы пока знаем очень мало. Не будем далеко ходить за примерами: лишь недавно появилась гипотеза о том, что часть функции тёмной энергии может выполнять совсем другая субстанция с принципиально иной физической природой, находящаяся в центре войдов — пустот между галактическими скоплениями.

Если эта или другие похожие теории верны, то в силу естественных неравномерностей в распределении «иной» материи скорость расширения Вселенной в разных регионах мироздания может слегка различаться. Как проверить, насколько однородно ускорение расширения Вселенной?

Абрахам Лёб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) считает, что в целом для Вселенной однородность её расширения можно проверить с помощью реликтового излучения: расширяйся окружающий нас универсум с разной скоростью в разных местах — и на карте реликтового излучения существовали бы весьма серьёзные отклонения от общей картины, неоднородности, которые нельзя не заметить.

Рис. 1. Рост скорости расширения Вселенной на огромных временных дистанциях мы определяем уже довольно точно. А вот чтобы узнать, как именно она меняется на коротких отрезках времени, нужны наблюдения другого рода. (Иллюстрация NASA, ESA.)

Джереми Дарлинг (Jeremy Darling), представляющий Колорадский университет в Боулдере (США), поставил на другой метод — так называемое наблюдение за расширением Вселенной в реальном времени. Почему его не устраивает слежение за реликтовым излучением — понятно.

Температура последнего зависит только от общего расширения всего мироздания в момент между появлением излучения и его фиксацией астрономами. Иными словами, мы получаем «среднюю температуру по больнице», причём усредненную более чем за 13 млрд лет. Между тем уже сейчас известно, что в прошлом расширение Вселенной могло не иметь ускоряющегося характера, а сегодня оно именно таково. Наблюдения в «реальном времени» позволят сделать нечто совсем иное:

«Их можно использовать для замера расширения сегодня или в любой другой точке истории Вселенной».

Что мы имеем в виду под наблюдениями в «реальном времени»? Разумеется, Вселенная не перестаёт расширяться ни на секунду, и за много лет — а лучше десятилетий — расширение может достичь такой величины, которая будет доступна для фиксации земными приборами.

Чтобы получить максимально точные цифры, г-н Дарлинг использовал архивные данные наблюдений за положением внегалактических объектов. Но, увы, история астрономических наблюдений пока коротка. Всё, что ему удалось получить в смысле точности, — это картина изотропно (равномерно) расширяющейся Вселенной, с прискорбной величиной ошибки, достигающей 7%. С учётом диаметра известной части мироздания, приближающегося к сотне миллиардов лет, это прореха огромных масштабов, в невообразимое количество раз превышающих, к примеру, размеры нашей Галактики.

Однако исследователь подчёркивает, что его расчёты — лишь проверка принципиальной возможности космологии в «реальном времени».

Космический телескоп Gaia, принадлежащий Европейскому космическому агентству, с этого года наблюдает сразу за миллиардом звёзд, и возможностей для точного выяснения дистанции до удалённых объектов у него куда больше, чем у ещё вчерашних инструментов. Поэтому он один способен резко увеличить точность такой оценки скорости расширения Вселенной в текущий момент и много аккуратнее ответить на вопрос о том, как именно тёмная энергия влияет на современную Вселенную.

Кстати, Джереми Дарлинг верно подмечает, что

наблюдения в реальном времени могут ответить и на другие интересные вопросы, вроде точной массы крупномасштабных структур Вселенной или того, вращается ли она как целое. До публикации данных наблюдений Gaia осталось всего ничего — есть смысл подождать.

Отчёт об исследовании вскоре будет опубликован в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.