Самий старий світ розкриває істинний вік Всесвіту

Опубликованно 02.08.2020 04:24

Стародавній світ Великого вибуху відкрив нову точну оцінку віку Всесвіту: 13,77 мільярда років.

Нова оцінка, заснована на даних з безлічі телескопів у чилійській пустелі Атакама, також враховує одне з найбільш важливих розбіжностей в астрофізиці: наскільки швидко розширюється Всесвіт? Описаний у двох наукових статтях, новий результат дає значний імпульс однієї із сторін розбіжностей, хоча фізики не могли довести, що інша сторона спору невірна.

Ось проблема: фізики повинні розуміти швидкість розширення Всесвіту, щоб зрозуміти космологію - науку про минуле, сьогодення і майбутнє всієї Всесвіту. Вони знають, що таємниче речовина, зване темною енергією, змушує всесвіт розширюватися (зі все зростаючою швидкістю) у всіх напрямках. Але коли астрономи спрямовують свої телескопи в космос, щоб виміряти постійну Хаббла (H0) - число, яке описує, як швидко Всесвіт розширюється на різних відстанях від нас або іншої точки - вони приходять з числами, які не узгоджуються один з одним, залежно від методу, який вони використовують.

Один метод, заснований на вимірах того, як швидко близькі галактики віддаляються від Чумацького шляху, дає один H0. Інший метод, заснований на дослідженні самого старого світу в космосі, або космічного мікрохвильового фону (CMB), виробляє інший H0. Це суперечність змусило вчених задуматися про те, чи є якесь важливе сліпе пляма у їх вимірах або теоріях. Ці нові результати, здається, показують, що на стороні CMB не було помилок вимірювання.

"Ми знаходимо швидкість розширення, яка точно відповідає оцінками супутникової команди Планка", - це ще одне дослідження CMB, сказав у своїй заяві астрофізик Корнелльського університету Стів Чой, провідний автор однієї з двох нових статей. "Це дає нам більше впевненості у вимірах самого старого світла у Всесвіті".

Дані з супутника Планка, випущені в 2018 році, були найважливішими вимірами CMB досі. З безпрецедентною ступенем точності вони показали, наскільки різко вимірювання CM0 H0 не узгоджуються з вимірами, заснованими на русі сусідніх галактик.

Ці нові результати перерахували вимірювання CMB з нуля, використовуючи абсолютно інший набір даних і розрахунків телескопа, і отримали дуже схожі результати. Це не доводить, що вимірювання H0 в CMB є правильним - можуть існувати деякі проблеми з фізичними теоріями, які використовуються для розрахунків, - але це передбачає, що на цій стороні розбіжності немає помилок вимірювання.

Спираючись на дані космічного телескопа Атакама (ACT) в чилійській пустелі Атакама, дослідники виявили слабкі відмінності між різними частинами реліктового випромінювання, яке, мабуть, має різні рівні енергії в різних частинах неба. CMB, який сформувався, коли Всесвіт охолола після Великого вибуху, виявляється у всіх напрямках у просторі як світіння СВЧ. Це більше 13 мільярдів світлових років.

Комбінуючи теорії про те, як формувався CMB з точними вимірами його коливань, фізики можуть визначити, наскільки швидко Всесвіт розширювалася в цей момент часу. Ці дані потім можуть бути використані для розрахунку H0.

ACT методично сканував половину неба між 2013 і 2016 роками, особливо у світлі мікрохвильового випромінювання. Потім дослідники витратили роки на те, щоб очистити і проаналізувати дані за допомогою суперкомп'ютерів, видаливши інші мікрохвильові джерела, які не є частиною CMB, щоб скласти повну карту CMB. Весь час вони "осліпили" себе. Тобто вони не дивилися на те, як їх вибір вплинув на оцінки H0 до самого кінця. Тільки коли повна карта CMB була завершена, дослідники використовували її для обчислення H0.

Нова карта CMB також запропонувала нову міру для відстані між Землею і CMB. Це відстань у поєднанні з новим виміром швидкості розширення всесвіту з часом дозволило точно розрахувати вік Всесвіту.

"У мене не було особливої переваги якої-небудь конкретної цінності - так чи інакше це буде цікаво", - сказав Чой.

Як і раніше повідомлялося, все ще можливо, що деякі помилки в цих теоріях псують обчислення. Але не зрозуміло, у чому помилка.

Інший підхід до обчислення H0 заснований на пульсуючих зірок, відомих як цефєїди, які регулярно знаходяться в далеких галактиках і пульсують. Ця тимчасова пульсація дозволяє дослідникам виконувати точні розрахунки їх руху і відстаней від Землі.

З цими прямими вимірами швидкості досить просто запропонувати вимірювання H0. Тут немає складних космологічних теорій. Але можливо, деякі вчені припустили, що наш регіон Всесвіту просто дивно порожній і не є представником всього Всесвіту. Можливо навіть, що у цефеїд є проблеми з вимірами, і що ці космічні "вимірювальні прилади" працюють не так, як очікують фізики.

На даний момент істинний H0 залишається загадкою. Але дослідники CMB мають більше боєприпасів для свого боку розбіжностей.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що вчені запропонували новий метод вивчення віку Всесвіту.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Обо всем