Напряжение Хаббла: Первичные магнитные поля могут разрешить один из главных вопросов космологии

Параметры из подгонок к данным PL+DESI. Автор: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02737-x

Космолог из Университета Саймона Фрейзера считает, что новое исследование его команды может приблизить их к решению одного из самых больших вопросов науки — так называемого «напряжения Хаббла».

Стремление определить, с какой скоростью расширяется Вселенная, десятилетиями озадачивало космологов, что привело к появлению терминов «напряжение Хаббла» или даже «кризис Хаббла».

Но новые результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, могут помочь наконец дать ответ на этот космический вопрос.

Это захватывающий момент для нас и всего сообщества космологов, потому что наша идея может решить две крупные неразгаданные загадки о нашей Вселенной — напряжение Хаббла и происхождение космических магнитных полей.

— говорит Левон Погосян, профессор и заведующий кафедрой физики SFU, соавтор статьи.

Решение этих загадок было бы подобно открытию нового окна в раннюю Вселенную. Это помогло бы космологам лучше объяснить происхождение Вселенной и всего, что в ней находится.

Теория исследователей сосредоточена на первичных магнитных полях — крошечных магнитных полях, которые могли существовать с самого начала времен.

Ученые утверждают, что первичные магнитные поля могли ускорить процесс рекомбинации — когда электроны и протоны объединялись, образуя атомы, — изменив паттерны в реликтовом излучении. Это, в свою очередь, повлияло бы на то, как ученые извлекают из данных значение постоянной Хаббла — единицы, описывающей скорость расширения Вселенной сегодня.

Снятие напряжения

«Напряжение Хаббла» названо в честь астронома-первопроходца Эдвина Хаббла, который наблюдал, как далекие галактики удаляются от нашей.

Однако фактическая скорость расширения Вселенной ставит космологов в тупик, поскольку два точных метода ее измерения дают очень разные ответы. Это несоответствие, именуемое напряжением Хаббла, считается одной из самых горячих тем в космологии.

Это серьезная головная боль для космологов по всему миру. Это породило целую индустрию ученых, изобретающих новые компоненты в космологической модели, чтобы попытаться решить проблему Хаббла. Но мы говорим, что этот компонент — магнитные поля — мог быть там все это время. И, если это подтвердится, это также объяснит происхождение магнитных полей, наблюдаемых по всему космосу.

За последние три года коллеги Погосяна — Карстен Едамзик из Университета Монпелье, Том Абель из Стэнфордского университета и Ясин Али-Хаймуд из Нью-Йоркского университета — использовали суперкомпьютер SFU для детального моделирования процесса рекомбинации. Затем результаты использовались для обработки данных телескопа «Хаббл», спутника «Планк» и других телескопов, чтобы проверить их теорию.

Примечательно, что наши выводы показывают, что эта идея выдерживает самые детальные и реалистичные тесты, доступные на сегодняшний день. Что еще важнее, они дают четкие цели для будущих наблюдений. В течение следующих нескольких лет мы узнаем, действительно ли крошечные магнитные поля с зари времен помогли сформировать Вселенную, которую мы видим сегодня, и являются ли они ключом к окончательному разрешению напряжения Хаббла.

Суперкомпьютер SFU Cedar и его преемник Fir сыграли фундаментальную роль в исследованиях команды.

Мы не смогли бы провести наше исследование без суперкомпьютера. Он был решающим для наших тестов и расчетов. Суперкомпьютер позволил нам разбить тесты на более мелкие задачи и запускать их параллельно, что сэкономило нам огромное количество времени.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как сложные теоретические идеи проверяются с помощью суперкомпьютерного моделирования и данных наблюдений. Если гипотеза о первичных магнитных полях подтвердится в ближайшие годы, это станет настоящим прорывом, способным переписать наши представления о ранней Вселенной и решить одну из самых стойких космологических проблем.