Открытие сверхновых типа Ia при z > 1 с помощью космического телескопа «Хаббл»: свидетельства прошлого замедления расширения и ограничения на эволюцию тёмной энергии

С помощью космического телескопа «Хаббл» (HST) мы обнаружили 16 сверхновых типа Ia (SNe Ia) и использовали их для получения первых убедительных свидетельств космического замедления расширения, предшествовавшего современной эпохе космического ускорения. Эти объекты, обнаруженные в рамках казначейской программы GOODS ACS, включают 6 из 7 известных сверхновых типа Ia с наибольшими красными смещениями — все при z > 1,25 — и заполняют диаграмму Хаббла в ранее неизученной области. Светимостные расстояния до этих объектов и 170 ранее опубликованных SNe Ia были определены с использованием эмпирических соотношений между формой кривой блеска и светимостью. Чисто кинематическая интерпретация выборки SNe Ia свидетельствует с уровнем доверия более 99% о переходе от замедления к ускорению или, эквивалентно, даёт убедительные свидетельства космического рывка. Согласно простой модели истории расширения, переход между двумя эпохами происходит при z = 0,46 ± 0,13. Данные согласуются с космологической конкордантной моделью ΩM ≈ 0,3, ΩΛ ≈ 0,7 (χ = 1,06) и не согласуются с простой моделью эволюции или пылью как альтернативой тёмной энергии. Для плоской Вселенной с космологической постоянной мы получили ΩM = 0,29 ± [погрешность не указана] (эквивалентно ΩΛ = 0,71). В сочетании с внешними ограничениями для плоской Вселенной, включая данные о реликтовом микроволновом фоне и крупномасштабной структуре, получаем w = −1,02 ± [погрешность не указана] (и w < −0,76 на уровне доверия 95%) при предположении постоянного уравнения состояния тёмной энергии P = wρc². Совместные ограничения на недавнее уравнение состояния тёмной энергии, w0, и его временную эволюцию, dw/dz, примерно в 8 раз точнее первых оценок и вдвое точнее ограничений без SNe Ia, обнаруженных с помощью HST. Наши ограничения согласуются с постоянством и значением w, ожидаемыми для космологической постоянной (то есть w0 = −1,0, dw/dz = 0), и не согласуются с очень быстрой эволюцией тёмной энергии. Мы рассматриваем последствия эволюции тёмной энергии для судьбы...