В космології напруженість Габбла, розбіжність між вимірюваннями швидкості розширення Всесвіту, вважається головною загадкою поточного десятиліття. Оскільки про помилку розрахунків не йдеться, отримані дані символізують про потребу в новій фізиці. Або все-таки натякає на систематичні помилки в методах вимірювань.
Вимірювання на основі космічного мікрохвильового фонового випромінювання (КМФВ), тобто оцінка післясвітіння Великого вибуху, вказують на повільнішу швидкість розширення, ніж вимірювання на основі локальних спостережень змінних цефеїд і наднових типу Ia у близькому Всесвіті.
Зараз використовуються три основні методи вимірювання постійної Габбла: використання наднових як стандартних свічок, використання гравітаційних хвиль як стандартних сирен і використання КМФВ як стандартної лінійки. Кожний з методів має свої принципи та переваги, але жоден з них не надає достатньої точності, щоб набути статус верифікованого.
Ми не раз спостерігали, як калібрують наднові або коригують їх на різні систематичні ефекти, як вимирання пилу або варіації металічності формують базові висновки.
Ми точно не знаємо, як гравітаційні хвилі впливають на визначення відстані й червоного зміщення їхніх джерел. Або які основні джерела невизначеності в цьому методі. Або які саме припущення і параметри потрібно закладати в комп’ютер, щоб не помилитися. Ми відверто плаваємо в методах, а наших знань не вистачає для повноцінної, експериментально підтвердженої, теорії.
Вимірювання КМФВ за допомогою супутника "Планк" і визначення постійної Габбла записуються до неймовірно точних результатів, але, як повідомляється, похибка становить “лише” кілька відсотків. “Кілька” — це скільки? Один, п’ять, десять відсотків?
З іншого боку, команда дослідників SH0ES, використовуючи космічний телескоп Габбл, уточнила свої вимірювання локального Всесвіту, стверджуючи про таку ж “малу невизначеність”. Постійна напруга між цими двома вимірами, навіть після численних переоцінок і уточнень, свідчить про те, що або все ще домінують невизнані систематичні помилки в методах збору та аналізу даних, або, що більш інтригуюче, в грі залучена невідома, нова фізика.
Для пояснення розбіжності було запропоновано багато пояснень, включаючи можливість існування екзотичних моделей темної енергії, відхилення від стандартної моделі фізики елементарних частинок або варіації темної матерії.
Інші дослідники припускають, що така розбіжність може вказувати на анізотропне розширення, тобто на те, що Всесвіт розширюється з різною швидкістю в різних напрямках.
Однією з можливостей, яка викликає кволий інтерес фізиків, - ідея "ранньої темної енергії". За цим сценарієм, невелика частка додаткової темної енергії в ранньому Всесвіті могла вплинути на епоху до рекомбінації, залишивши відбиток на “першому світі”, таким чином змінивши екстрапольований розрахунок постійної Габбла. Якщо гіпотеза підтвердиться, то ми будемо вимушені переглянути своє розуміння як темної енергії, так і загалом космології.
Однак всі потенційні альтернативи вимагають значних змін математичної фізики й космологічних моделей, а тому... скажімо так, не дуже хочеться.
Хоча це правда, що суперечності в даних спостережень раніше призводили до проривів, історія науки також сповнена прикладів, коли ті ж самі розбіжності врешті-решт пояснювались покращеними вимірюваннями або виправленими помилками.
Один з важливих аспектів поточної дискусії стосується статистичної значущості розбіжностей. На момент останнього оновлення даних вона становила 4,4 сигми. Трошки не дотягуємо до 5 сигм. Тому і реакція доволі квола.
Але вже ніхто не заперечує існування загадки. Дехто говорить про важливість додаткових незалежних вимірювань, переоцінку опублікованих даних.
Вочевидь, майбутні місії, такі як космічний телескоп Euclid, обсерваторія Vera C. Rubin's Legacy Survey of Space and Time (LSST) і ширококутний інфрачервоний оглядовий телескоп NASA (WFIRST), нададуть важливі додаткові дані, потенційно вирішивши або ще більше загостривши напругу Габбла. В прямому і переносному сенсі.
