Cosmological flatline

Недавние уточненные измерения постоянной Хаббла методом “космологического портновского сантиметра”, сиречь барионных акустических осцилляций, дали результат, идентичный с точностью до погрешности эксперимента данным телескопа “Планк”, и дополнительно укрепили окопы, разделяющие позиции сторонников двух непримиримых инкарнаций этого параметра. На первый взгляд, причина расхождения, статистическая значимость которого в прошлом году достигла 4–6σ, абсолютно непонятна. В зависимости от того, каким из трех методов измерения в нынешнюю эпоху Вселенной вы пользуетесь, последствия для наиболее популярной ныне ΛCDM-космологической модели варьируют от неприятных (“ось зла” Макса Тегмарка) до катастрофических (динамика замкнутых вселенных в присутствии скалярного поля хаотична).

Группа исследователей из Портсмутского университета, подобно многим коллегам, задалась целью смягчить это противоречие, кровоточащей раной зияющее на теле современной астрофизики, и скрестила данные измерений по БАО со статистикой кросс-коррелятора “войд-галактика”, измеряющего распределение галактик относительно центров войдов, то есть областей Вселенной с малой или сверхмалой плотностью звездного вещества.

Оказалось, что замеры анизотропии этой кросс-корреляционной функции позволяют повысить точность измерения масштаба расстояний и темпов расширения Вселенной (в форме так называемого эффекта Элкока-Пачиньского) вчетверо, доведя ее примерно до 1%.

Измерения постоянной Хаббла только по галактическим БАО с учетом вкладов войдов и нуклеосинтеза в момент Большого Взрыва (BBN) дает значение 72.3±1.9 (км/с)/Мпк, согласующееся со значением измерений по локальной масштабной лестнице цефеид Большого Магелланова Облака (74.03 ± 1.42) или сильному гравитационному линзированию далеких квазаров. Однако привлечение к этим данным еще и статистики по БАО в “лаймановском лесу” (z = 2.34) ожидаемо позволяет авторам снизить его — до 69.0±1.2 (км/с)/Мпк. Теперь уже результаты лучше согласуются с данными, полученными “Планком” по реликтовому микроволновому излучению (67.36 ± 0.54), а расхождение с измерениями по цефеидам БМО достигает 2.7σ.

С позиции морального релятивиста, не чуждого визитов за стены нонфикшен-мейнстримного гетто, такое положение дел подозрительно напоминает прекраснодушный экуменизм Сестер Небесного Милосердия в Нищих всадниках, подпитываемый кастомизацией наркотиков:

— Вы говорите, что исследовали много религиозных систем, от дзена до ягаизма, и нашли их все противоречащими друг другу, а также либо самопротиворечивыми, либо вступающими в конфликт с вашим повседневным опытом. Вы делаете отсюда вывод, что ни одно из них не может быть истинным. В этом заключается ваша ошибка.

— В чем?— вскрикнула Тереза. — В чем моя ошибка?

— На самом деле все они истинны. Все, от первого до последнего из перечисленных вами. А также атеизм, дарвинизм, каннибализм и дьяволопоклонничество.

Тереза уставилась на нее.

— В действительности, дитя мое, с истиной не все так просто. Она крепка, ощутима, достаточно светла, чтобы изгнать мрак, но с ней не все так просто.

Можно взглянуть на эти результаты и иначе: учет кросс-коррелятора “войд-галактика” сдвигает значение постоянной Хаббла примерно на 1σ в сторону большего вклада материи в энергоплотность Вселенной и тем противодействует вкладу “леса Лайман-альфы” или слабого гравитационного линзирования. Оба значения получены независимо от данных по реликтовому микроволновому фону.

Если исходить только из данных “Планка” по температуре и анизотропии реликтового излучения, не привлекая ни статистики по БАО, ни кросс-коррелятора “войд-галактика”, Вселенная представляется замкнутым объектом положительной кривизны, и в космологии немедленно назревает кризис, сравнимый по тяжести с коронавирусным: эта модель не согласуется с большинством измерений локальных наблюдаемых параметров.

Обсуждаемое исследование не предлагает для Вселенной формы, которая бы отличалась от скучноватой плоской в стандартной ныне модели ΛCDM, зато сразу на 40% улучшает точность учета вклада темной энергии (0.60 ± 0.058) и, более того, демонстрирует, что одних только войдов достаточно, чтобы на уровне значимости более 10σ сделать вывод о предпочтительном расширении пространства в современную эпоху из-за вклада темной энергии.

Работа портсмутской группы, однако, не свободна от недостатка, отмеченного ди Валентино с сотр.: как и многие современные статьи, посвященные улучшению точности измерений космологических постоянных, она комбинирует данные из различных наборов, основанных только на ΛCDM, фактически “забалтывая” проблему и подталкивая рецензентов (а также, чем черт не шутит, читателей) к мысли, что в злосчастных измерениях “Планка” наличествует систематическая ошибка. А ведь ее-то как раз более логично ожидать в корпусе данных с локального зонда, вперившего сенсоры куда-нибудь в Большое Магелланово Облако, чем в измерениях анизотропии реликтового излучения. И более того, продолжавшийся почти десять лет (2001–2010) эксперимент с зондом WMAP показал значение вклада кривизны пространства-времени в энергоплотность, согласующееся на уровне 2σ (−0.037± 0.042) с данными “Планка” для замкнутой Вселенной, а вероятность обнаружить столь низкий вклад квадрупольной составляющей реликтового излучения, как найденный WMAP, в плоской Вселенной не превышает 0.0015.

LoadedDice