Гравитационные линзы позволили снова установить и уточнить возраст нашего мира: 13,75 млрд лет, плюс-минус 170 млн.

О результатах этой работы большая группа ученых из США и Германии сообщила в начале марта. В работе своей они использовали данные, полученные оптическим орбитальным телескопом Hubble, а также зондом WMAP, который ведет регистрацию микроволнового реликтового излучения. О том, что это за излучение, чем оно интересно, как его изучают и почему за это недавно вручили Нобелевскую премию, вы можете прочесть в заметке «Нобелевская рябь».

Впрочем, главной «фишкой» нового исследования было не только использование самых свежих результатов наблюдений, но и учет эффекта гравитационного линзирования, который позволил уточнить расстояние до самых далеких объектов Вселенной. Напомним, что существование гравитационных линз предсказал еще Эйнштейн, исходя из своей Общей Теории Относительности: проходя мимо массивного объекта, свет отклоняется под действием его гравитации, что визуально увеличивает размеры источника света. Впоследствии гравитационные линзы были обнаружены в наблюдениях, что стало одним из поразительных подтверждений теоретических выкладок Эйнштейна.

Действительно, нередко бывает очень сложно различить: то ли мощный источник излучения находится очень далеко от нас, то ли он близок, но излучает не слишком сильно. Тут на помощь и приходят гравитационные линзы. Дело в том, что, изгибаясь в ней, свет может «выбирать» не одну, а несколько возможных траекторий. Это дает астрономам дополнительную информацию о свойствах исходного объекта, расстоянии, пройденном светом, и так далее. Подобный подход был применен и к системе B1608+656, которая стала объектом недавнего исследования.

По мере того, как яркость излучения этой активной галактики менялась со временем, ученые фиксировали различные изменения, происходившие со светом, движущимся всеми 4-мя возможными путями. Объясняя суть, авторы проводят аналогию с 4-мя грузовиками, которые стартовали из одного места и прибыли в другое, объезжая крупный город разными маршрутами. Задержки, с которыми столкнулся каждый из них на своем пути, уникальны, но это не значит, что через город они бы добрались быстрее. Сравнение времени, которое потратили на дорогу разные автомобили, позволяет узнать свойства и дороги, и самого автомобиля.

Возвращаясь к астрономии, можно сказать, что уточненный анализ гравитационного линзирования системы B1608+656 позволил ученым экспериментально вычислить величину постоянной Хаббла, которая является одним из краеугольных камней современной космологии и связывается с размерами всей нашей Вселенной. Исходя из полученной величины постоянной Хаббла ученые и рассчитали размеры (а стало быть, и возраст) мироздания, придя, в общем-то, к уже известной благодаря другим работам цифре — 13,75 млрд лет. Замечательно, что независимо от использованного метода результат получается практически одинаков: это говорит о том, что возраст нашего мира мы знаем почти наверняка.

Подробнее о постоянной Хаббла и возрасте Вселенной можно узнать в нашей статье, в которой мы популярно рассказывали о радиоастрономии — как правило, именно на этих длинных волнах ученые «прислушиваются» к миру на самых больших масштабах. Читайте: «Слушая Вселенную».

По пресс-релизу SLAC Laboratory