Атакамский космологический телескоп (ACT), расположенный на горных плато северной части Чили, официально завершил свою многолетнюю миссию. Этот новаторский инструмент увидел свой «первый свет» в октябре 2007 года и прекратил операции в 2022 году. В ноябре, уже после завершения работы оборудования, научная команда представила шестой и последний публичный набор данных, подводя итог десятилетиям наблюдений и анализа.
Основной целью телескопа было изучение микроволн, представляющих собой «ископаемый» свет, известный как космический микроволновой фон (CMB). Это излучение возникло, когда Вселенной было всего 380 000 лет, и оно предлагает ученым «первозданный взгляд» на младенческий космос. Особое внимание в исследованиях уделялось поляризации CMB — направлению колебаний магнитных и электрических полей по мере распространения света через пространство.
Анализ полученных данных позволил астрофизикам детально изучить распределение и количество темной материи, число нейтрино, а также приблизительно 12 других свойств космоса. Для достижения этих целей ACT использовал стратегию, отличную от своего главного конкурента и партнера — спутника Planck, управляемого Европейским космическим агентством. В то время как орбитальный аппарат Planck проводил перепись всего неба с более низким разрешением (особенно в части поляризации), наземный ACT сканировал меньшие участки неба, но с очень высоким разрешением, заглядывая значительно глубже.
Результаты финального набора исследований были оформлены в виде трех статей, опубликованных в авторитетном издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Эти работы содержат окончательный пакет анализов от основной команды проекта и описывают текущее состояние космологии как находящееся «в напряжении» из-за полученных выводов.
Центральной проблемой, освещенной в публикациях, стала так называемая «напряженность Хаббла» — конфликт в измерениях скорости расширения Вселенной, описываемой постоянной Хаббла. Данные, полученные с помощью зондов ранней Вселенной, таких как ACT и Planck, указывают на более низкую скорость расширения. В противовес этому, измерения по близлежащим объектам, например, по затуханию сверхновых, свидетельствуют о более высокой скорости. Это расхождение считается, пожалуй, «величайшей неразрешенной загадкой современной космологии».
ACT своим высоким разрешением подтвердил данные, ранее выявленные спутником Planck, доказав, что несоответствие не является ошибкой измерений, а реально существует. В попытке разрешить этот конфликт ученые использовали возможности телескопа для проверки «расширенных» космологических моделей — теорий, добавляющих дополнительные ингредиенты или силы в стандартную картину мира для объяснения разницы в скорости расширения.
В ходе эксперимента было протестировано около 30 различных теоретических моделей. Результат оказался категоричным: все 30 моделей потерпели неудачу и не смогли устранить противоречия. Как отметили исследователи, значимость этого итога заключается в принципе исключения: «Вы можете узнать правильный ответ только после того, как вычеркнете все неправильные ответы».
Помимо фундаментальных космологических загадок, в контексте связанных исследований ученые добились и других успехов. Была потенциально обнаружена «недостающая половина» материи Вселенной, а также открыта самая маленькая из когда-либо виденных галактик, которую по масштабу сравнили с «идеально функционирующим человеком размером с рисовое зернышко». Кроме того, астрономы предсказали взрыв редкой четверной сверхновой на «космическом пороге», который произойдет через 23 миллиарда лет и будет сиять ярче Луны.
Изображение носит иллюстративный характер
Основной целью телескопа было изучение микроволн, представляющих собой «ископаемый» свет, известный как космический микроволновой фон (CMB). Это излучение возникло, когда Вселенной было всего 380 000 лет, и оно предлагает ученым «первозданный взгляд» на младенческий космос. Особое внимание в исследованиях уделялось поляризации CMB — направлению колебаний магнитных и электрических полей по мере распространения света через пространство.
Анализ полученных данных позволил астрофизикам детально изучить распределение и количество темной материи, число нейтрино, а также приблизительно 12 других свойств космоса. Для достижения этих целей ACT использовал стратегию, отличную от своего главного конкурента и партнера — спутника Planck, управляемого Европейским космическим агентством. В то время как орбитальный аппарат Planck проводил перепись всего неба с более низким разрешением (особенно в части поляризации), наземный ACT сканировал меньшие участки неба, но с очень высоким разрешением, заглядывая значительно глубже.
Результаты финального набора исследований были оформлены в виде трех статей, опубликованных в авторитетном издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Эти работы содержат окончательный пакет анализов от основной команды проекта и описывают текущее состояние космологии как находящееся «в напряжении» из-за полученных выводов.
Центральной проблемой, освещенной в публикациях, стала так называемая «напряженность Хаббла» — конфликт в измерениях скорости расширения Вселенной, описываемой постоянной Хаббла. Данные, полученные с помощью зондов ранней Вселенной, таких как ACT и Planck, указывают на более низкую скорость расширения. В противовес этому, измерения по близлежащим объектам, например, по затуханию сверхновых, свидетельствуют о более высокой скорости. Это расхождение считается, пожалуй, «величайшей неразрешенной загадкой современной космологии».
ACT своим высоким разрешением подтвердил данные, ранее выявленные спутником Planck, доказав, что несоответствие не является ошибкой измерений, а реально существует. В попытке разрешить этот конфликт ученые использовали возможности телескопа для проверки «расширенных» космологических моделей — теорий, добавляющих дополнительные ингредиенты или силы в стандартную картину мира для объяснения разницы в скорости расширения.
В ходе эксперимента было протестировано около 30 различных теоретических моделей. Результат оказался категоричным: все 30 моделей потерпели неудачу и не смогли устранить противоречия. Как отметили исследователи, значимость этого итога заключается в принципе исключения: «Вы можете узнать правильный ответ только после того, как вычеркнете все неправильные ответы».
Помимо фундаментальных космологических загадок, в контексте связанных исследований ученые добились и других успехов. Была потенциально обнаружена «недостающая половина» материи Вселенной, а также открыта самая маленькая из когда-либо виденных галактик, которую по масштабу сравнили с «идеально функционирующим человеком размером с рисовое зернышко». Кроме того, астрономы предсказали взрыв редкой четверной сверхновой на «космическом пороге», который произойдет через 23 миллиарда лет и будет сиять ярче Луны.
