Кратко о контексте: сейчас расхождение составляет порядка $\sim 5\sigma$ между значением, выведенным из наблюдений ранней Вселенной (Planck, ΛCDM) $H_0\approx 67.4\pm 0.5\mathrm{km}{\mathrm{s}}^{-1}\mathrm{Mp}{\mathrm{c}}^{-1}$ и локальными измерениями (лестница расстояний, SH0ES) $H_0\approx 73.0\pm 1.0\mathrm{km}{\mathrm{s}}^{-1}\mathrm{Mp}{\mathrm{c}}^{-1}$. Чтобы однозначно решить вопрос, нужны независимые методы с систематической точностью лучше $\lesssim 1\%$.
Перспективные стратегии (почему и какие ограничения):
1) Гравитационно-волновые «стандартные сирены»
- Что: измерение расстояния напрямую из амплитуды GW и независимое красное смещение от электромагнитного коллеги (или статистически по галактикам).
- Почему перспективно: прямой абсолютный метод без лестницы; систематика иная, независимая от фотометрических калибровок.
- Текущий статус и требования: одиночные слияния NS–NS уже дали конкурентные оценки; сеть детекторов (LIGO–Virgo–KAGRA, в будущем Einstein Telescope, Cosmic Explorer) должна обеспечить десятки–сотни событий с оптическими идентификациями для достижения $\lesssim 1\%$.
- Основные систематики: наклон/геометрия источника, слабая линзировка, неполная идентификация хостов; решается статистикой и улучшением детекторов/слежением.
2) Временные задержки в сильном гравитационном линзировании (time-delay cosmography)
- Что: измеряют абсолютное расстояние из разницы временных задержек между изображениями переменных источников (квазаров, трансляционных источников).
- Почему: прямой геометрический метод, чувствителен к $H_0$, независим от лестницы.
- Текущий статус: несколько систем (H0LiCOW, TDCOSMO) уже дают конкурентные оценки; чтобы разрешить расхождение нужны десятки хорошо моделируемых линз.
- Систематики: массовый профиль линз и вклад окружающей среды; решается высококачественными изображениями (HST/JWST/ELT), калиброванными моделями и контролируемыми выборками.
3) Мегамасеры водяных дисков в аккреционных областях AGN
- Что: геометрическая триангуляция орбитальных скоростей/радиусов воды-мегамасеров даёт прямое расстояние.
- Почему: очень малые систематические ошибки когда есть хорошая модель диска — «чистой» геометрии метод.
- Текущий статус: несколько точных измерений (NGC 4258 и др.); расширение выборки с VLBI важно.
- Требования: больше объектов на разных расстояниях; улучшение VLBI и поиск новых мегамасеров.
4) Новые/улучшенные стандартные свечи и «лестница» с независимыми якорями
- TRGB (Tip of the Red Giant Branch): менее чувствителен к пыли и металличности, чем Цефеиды; даёт независимую калибровку SNe Ia.
- Cepheids с Gaia/JWST: улучшенные параллаксы якорей снижают систематику.
- SNe Ia: улучшение фотометрической калибровки, моделирования популяций, учёт систематик (цвет, среда).
- Почему: большой статистический потенциал и прямая связь с существующими локальными измерениями.
- Систематики: калибровки, выборки, физика взрывов; решается улучшением параллаксов (Gaia DR3+/future), расширением TRGB-образцов, слепыми анализами.
5) BAO + абсолютная калибровка / комбинации ранняя+поздняя Вселенная
- Что: BAO дают относительную шкалу; нужны независимые способы её абсолютной калибровки (например через CMB или сирены/мегамасеры).
- Почему: BAO очень чисты статистически и систематически; комбинация с независимой абсолютной дистанцией даёт $H_0$.
- Роль: проверка согласованности ранней и поздней информации.
6) Космические хрононометры (differential ages галактик)
- Что: измерение $dz/dt$ через возраст звёздных популяций даёт H(z) локально.
- Почему: независимый метод, не опирается на стандартные свечи.
- Ограничения: систематика моделей звёздообразования и металличности; требует улучшенных спектральных моделей.
Что важно для успеха
- Множественность независимых методов: сходимость 3+ независимых техник с систематиками, не связанными друг с другом, решит вопрос.
- Блиндированные анализы и строго контролируемые систематики.
- Улучшение инструментов: Gaia/JWST/ELT для якорей; расширенные GW-сети; CMB-S4 и большой спектр линз/мегамасеров.
- Целевой порог: достижение статистики и контролируемых систематик на уровне $\lesssim 1\%$ для $H_0$.
Краткий вывод: наиболее перспективны гравитационно-волновые стандартные сирены и сильное линзирование с временными задержками (геометрические, независимые систематики), в сочетании с расширением мегамасеров и улучшенной локальной калибровкой (Gaia + TRGB + JWST). Совместный контроль несколькими независимыми методами и улучшение ранних-привязок (CMB/BAO) дадут окончательный ответ.