Получены самые четкие на сегодняшний день изображения реликтового излучения, известного как космический микроволновый фон (CMB), представляющие Вселенную в возрасте около 380 000 лет. Этот свет, путешествовавший почти 14 миллиардов лет, показывает состояние Вселенной до появления звезд и галактик, когда она была заполнена почти однородной смесью водорода, гелия, излучения и темной материи. Эти снимки сравнимы с фотографиями младенца, сделанными всего через несколько часов после рождения, если бы Вселенная была человеком средних лет.
Эти данные были собраны с помощью Атакамского космологического телескопа (ACT), расположенного высоко в чилийских Андах. Проект является результатом работы международной коллаборации ACT, в которой значительную роль сыграл Университет Торонто (U of T), включая его факультет искусств и науки (David A. Dunlap department of astronomy and astrophysics, St. Michael's College), Канадский институт теоретической астрофизики (CITA), Институт астрономии и астрофизики Данлэпа, а также консорциум высокопроизводительных вычислений SciNet. Среди других канадских участников – Университет Британской Колумбии и Университет Макгилла.
Ключевой вклад внесли исследователи из Университета Торонто. Адам Хинкс, доцент факультета искусств и науки и колледжа Святого Михаила, является членом коллаборации ACT. Ричард Бонд, профессор CITA, также член ACT и участвовал в миссии Planck. Йилун Гуан, постдокторант Института Данлэпа и стипендиат Schmidt AI in Science, был соруководителем анализа, отвечал за выбор и калибровку данных ACT. Рене Хложек, доцент кафедры астрономии и астрофизики и Института Данлэпа, является давним участником ACT (с 2008 года) и соавтором работ. Симран Нервал, аспирант кафедры астрономии и астрофизики, недавно присоединилась к ACT, руководит частями анализа и создала итоговый график ACT.
Представлены два новых изображения. Первое – это карта плотности, фиксирующая мельчайшие вариации плотности первичного газа. Эти вариации стали «отправной точкой» для формирования крупномасштабных структур: более плотные области со временем, под действием гравитации, превратились в звезды и галактики.
Второе изображение – карта скоростей и динамики первичного газа. Она была создана путем измерения поляризации CMB с беспрецедентной чувствительностью. Эта карта не только показывает динамику газа и его скорость с невиданной ранее ясностью, но и позволяет измерить количество атомной и темной материи, а также темпы расширения Вселенной. Это укрепляет уверенность в понимании поведения ранней Вселенной и лежащих в его основе теорий.
Данные ACT значительно превосходят результаты предыдущей космической миссии Planck, опубликованные более десяти лет назад. Разрешение ACT в 5 раз выше, а уровень шума примерно в 3 раза ниже. Благодаря этому слабый сигнал поляризации теперь виден непосредственно на изображениях ACT. Объем данных и площадь обзора неба (более 40% с высоким разрешением) также являются наиболее впечатляющими на сегодняшний день.
Полученные результаты подтверждают простую модель Вселенной, известную как стандартная модель космологии. Эта модель успешно прошла чрезвычайно точную проверку, исключив большинство конкурирующих альтернатив. Работа исследователей, включая Ричарда Бонда из Торонто, как в рамках Planck, так и ACT, способствовала определению стандартной модели с невероятной точностью.
Уточненная оценка возраста Вселенной подтверждает значение в 13,8 миллиарда лет с погрешностью всего 0,1%. Этот расчет основан на анализе видимого размера «ряби» в CMB – звуковых волн, порожденных падением вещества в гравитационные ямы в ранней Вселенной.
Данные ACT также предоставили важное измерение постоянной Хаббла – скорости расширения Вселенной. Результаты подтверждают более низкое значение, полученное из наблюдений CMB: от 67 до 68 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк), где один мегапарсек равен примерно 3,26 миллионам световых лет. Точность этого измерения была повышена.
Эти результаты напрямую касаются так называемого «напряжения Хаббла» – расхождения между значением постоянной Хаббла, выведенным из CMB (67-68 км/с/Мпк), и значением, полученным из наблюдений за близкими галактиками (73-74 км/с/Мпк). Данные ACT не нашли подтверждений альтернативным моделям (например, изменяющемуся поведению нейтрино или темной материи, раннему ускоренному расширению или изменению фундаментальных констант), которые могли бы разрешить это противоречие, тем самым усиливая позицию более низкого значения.
Результаты исследования были представлены 19 марта на Глобальном саммите по физике Американского физического общества и представлены в виде серии статей в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ожидая рецензирования. Сам телескоп ACT завершил наблюдения в 2022 году и был выведен из эксплуатации.
На смену ACT приходит новый, более мощный телескоп – Обсерватория Саймонса (Simons Observatory), расположенная там же, в Чили. Недавно она получила «первый свет» и продолжит наблюдения за космическим микроволновым фоном, обещая новые открытия в изучении ранней Вселенной.
Важную роль в обработке данных ACT сыграли вычислительные ресурсы, предоставленные Университетом Торонто. Суперкомпьютер Niagara консорциума SciNet High Performance Computing Consortium обеспечивал необходимую мощность как для местных, так и для международных участников коллаборации ACT.
Изображение носит иллюстративный характер
Эти данные были собраны с помощью Атакамского космологического телескопа (ACT), расположенного высоко в чилийских Андах. Проект является результатом работы международной коллаборации ACT, в которой значительную роль сыграл Университет Торонто (U of T), включая его факультет искусств и науки (David A. Dunlap department of astronomy and astrophysics, St. Michael's College), Канадский институт теоретической астрофизики (CITA), Институт астрономии и астрофизики Данлэпа, а также консорциум высокопроизводительных вычислений SciNet. Среди других канадских участников – Университет Британской Колумбии и Университет Макгилла.
Ключевой вклад внесли исследователи из Университета Торонто. Адам Хинкс, доцент факультета искусств и науки и колледжа Святого Михаила, является членом коллаборации ACT. Ричард Бонд, профессор CITA, также член ACT и участвовал в миссии Planck. Йилун Гуан, постдокторант Института Данлэпа и стипендиат Schmidt AI in Science, был соруководителем анализа, отвечал за выбор и калибровку данных ACT. Рене Хложек, доцент кафедры астрономии и астрофизики и Института Данлэпа, является давним участником ACT (с 2008 года) и соавтором работ. Симран Нервал, аспирант кафедры астрономии и астрофизики, недавно присоединилась к ACT, руководит частями анализа и создала итоговый график ACT.
Представлены два новых изображения. Первое – это карта плотности, фиксирующая мельчайшие вариации плотности первичного газа. Эти вариации стали «отправной точкой» для формирования крупномасштабных структур: более плотные области со временем, под действием гравитации, превратились в звезды и галактики.
Второе изображение – карта скоростей и динамики первичного газа. Она была создана путем измерения поляризации CMB с беспрецедентной чувствительностью. Эта карта не только показывает динамику газа и его скорость с невиданной ранее ясностью, но и позволяет измерить количество атомной и темной материи, а также темпы расширения Вселенной. Это укрепляет уверенность в понимании поведения ранней Вселенной и лежащих в его основе теорий.
Данные ACT значительно превосходят результаты предыдущей космической миссии Planck, опубликованные более десяти лет назад. Разрешение ACT в 5 раз выше, а уровень шума примерно в 3 раза ниже. Благодаря этому слабый сигнал поляризации теперь виден непосредственно на изображениях ACT. Объем данных и площадь обзора неба (более 40% с высоким разрешением) также являются наиболее впечатляющими на сегодняшний день.
Полученные результаты подтверждают простую модель Вселенной, известную как стандартная модель космологии. Эта модель успешно прошла чрезвычайно точную проверку, исключив большинство конкурирующих альтернатив. Работа исследователей, включая Ричарда Бонда из Торонто, как в рамках Planck, так и ACT, способствовала определению стандартной модели с невероятной точностью.
Уточненная оценка возраста Вселенной подтверждает значение в 13,8 миллиарда лет с погрешностью всего 0,1%. Этот расчет основан на анализе видимого размера «ряби» в CMB – звуковых волн, порожденных падением вещества в гравитационные ямы в ранней Вселенной.
Данные ACT также предоставили важное измерение постоянной Хаббла – скорости расширения Вселенной. Результаты подтверждают более низкое значение, полученное из наблюдений CMB: от 67 до 68 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк), где один мегапарсек равен примерно 3,26 миллионам световых лет. Точность этого измерения была повышена.
Эти результаты напрямую касаются так называемого «напряжения Хаббла» – расхождения между значением постоянной Хаббла, выведенным из CMB (67-68 км/с/Мпк), и значением, полученным из наблюдений за близкими галактиками (73-74 км/с/Мпк). Данные ACT не нашли подтверждений альтернативным моделям (например, изменяющемуся поведению нейтрино или темной материи, раннему ускоренному расширению или изменению фундаментальных констант), которые могли бы разрешить это противоречие, тем самым усиливая позицию более низкого значения.
Результаты исследования были представлены 19 марта на Глобальном саммите по физике Американского физического общества и представлены в виде серии статей в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ожидая рецензирования. Сам телескоп ACT завершил наблюдения в 2022 году и был выведен из эксплуатации.
На смену ACT приходит новый, более мощный телескоп – Обсерватория Саймонса (Simons Observatory), расположенная там же, в Чили. Недавно она получила «первый свет» и продолжит наблюдения за космическим микроволновым фоном, обещая новые открытия в изучении ранней Вселенной.
Важную роль в обработке данных ACT сыграли вычислительные ресурсы, предоставленные Университетом Торонто. Суперкомпьютер Niagara консорциума SciNet High Performance Computing Consortium обеспечивал необходимую мощность как для местных, так и для международных участников коллаборации ACT.
