Новые сверхчувствительные изображения космического микроволнового фона, полученные с помощью телескопа Atacama Cosmology Telescope (ACT) в Чили, подтверждают общепринятую ΛCDM-модель, однако одновременно усугубляют проблему расхождения в оценке скорости расширения Вселенной. Эти данные, собранные в период с 2017 по 2022 год и дополненные информацией от спутника Planck, предоставляют беспрецедентное качество наблюдений за поляризацией электромагнитного излучения.
Одной из ключевых загадок современной космологии остаётся константа Хаббла – параметр, определяющий скорость расширения Вселенной. Измерения микроволнового фона дают значение около 68,22 км/с/Мпк, тогда как наблюдения сверхновых и квазаров поблизости указывают на приблизительную скорость 73 км/с/Мпк. Разница между этими результатами становится всё более ощутимой уже более пяти лет.
ACT, расположенный в Чили, демонстрирует в пять раз лучшее разрешение по измерению поляризации по сравнению со спутником Planck. Совмещение данных двух инструментов позволило визуализировать мельчайшие температурные колебания: голубой цвет обозначает более холодные регионы, красный – более тёплые, а черные линии указывают на распределение двух типов поляризации на небесной сфере.
Анализ космического микроволнового фона раскрывает не только незначительные температурные флуктуации, предвещавшие скопления вещества, но и динамику перемещения газа в ранней Вселенной. Эти данные позволяют проследить эволюцию распределения материи на протяжении следующих 13 миллиардов лет, полностью соответствуя описанию ΛCDM-модели, согласно которой возраст Вселенной составляет 13,77 млрд. лет, а её состав включает 5% обычной материи, 25% тёмной материи и 70% тёмной энергии, ответственной за ускоренное расширение.
Результаты ACT совпадают с предыдущими измерениями микроволнового фона, подтверждая стандартную космологическую модель, однако остаётся несогласованность с локальными наблюдениями ближайших объектов. Эта противоречивость в оценке константы Хаббла продолжает вызывать активные дискуссии среди специалистов, ставя под сомнение традиционные методы измерения космических параметров.
Учёные также рассматривали возможность появления новых физических явлений: введение ранее неизвестных частиц, новые виды взаимодействий между тёмной и обычной материей, а также вариации фундаментальных констант или присутствие дополнительной тёмной энергии в ранней Вселенной. Как отметил Колин Хилл, космолог из Колумбийского университета и участник команды ACT: «Если бы меня заранее попросили сделать ставку, я, возможно, поставил бы на ничейный исход, но стандартная модель, похоже, оказывается верховной. Меня поразило, что мы не обнаружили даже намёка на какие-либо расширения новой физики. Это говорит о том, что, возможно, нам следует вернуться к основополагающим допущениям нашего понимания космологии».
Физик Даниэль Сколнник из Университета Дьюка, не участвующий в работе ACT, подчеркнул: «Всё в порядке. Природа сама поведает нам историю», отметив хоть и сниженные ожидания в отношении обнаружения новых эффектов, сохраняющийся интерес к поискам отклонений. Дополнительный стимул для исследований представляют будущие наблюдения с Simons Observatory, более чувствительным телескопом, начавшим сбор данных в конце февраля, и исследования с применением Dark Energy Spectroscopic Instrument, указывающие на возможную изменчивость плотности тёмной энергии, что может привести к пересмотру базовых постулатов современной космологии.
Изображение носит иллюстративный характер
Одной из ключевых загадок современной космологии остаётся константа Хаббла – параметр, определяющий скорость расширения Вселенной. Измерения микроволнового фона дают значение около 68,22 км/с/Мпк, тогда как наблюдения сверхновых и квазаров поблизости указывают на приблизительную скорость 73 км/с/Мпк. Разница между этими результатами становится всё более ощутимой уже более пяти лет.
ACT, расположенный в Чили, демонстрирует в пять раз лучшее разрешение по измерению поляризации по сравнению со спутником Planck. Совмещение данных двух инструментов позволило визуализировать мельчайшие температурные колебания: голубой цвет обозначает более холодные регионы, красный – более тёплые, а черные линии указывают на распределение двух типов поляризации на небесной сфере.
Анализ космического микроволнового фона раскрывает не только незначительные температурные флуктуации, предвещавшие скопления вещества, но и динамику перемещения газа в ранней Вселенной. Эти данные позволяют проследить эволюцию распределения материи на протяжении следующих 13 миллиардов лет, полностью соответствуя описанию ΛCDM-модели, согласно которой возраст Вселенной составляет 13,77 млрд. лет, а её состав включает 5% обычной материи, 25% тёмной материи и 70% тёмной энергии, ответственной за ускоренное расширение.
Результаты ACT совпадают с предыдущими измерениями микроволнового фона, подтверждая стандартную космологическую модель, однако остаётся несогласованность с локальными наблюдениями ближайших объектов. Эта противоречивость в оценке константы Хаббла продолжает вызывать активные дискуссии среди специалистов, ставя под сомнение традиционные методы измерения космических параметров.
Учёные также рассматривали возможность появления новых физических явлений: введение ранее неизвестных частиц, новые виды взаимодействий между тёмной и обычной материей, а также вариации фундаментальных констант или присутствие дополнительной тёмной энергии в ранней Вселенной. Как отметил Колин Хилл, космолог из Колумбийского университета и участник команды ACT: «Если бы меня заранее попросили сделать ставку, я, возможно, поставил бы на ничейный исход, но стандартная модель, похоже, оказывается верховной. Меня поразило, что мы не обнаружили даже намёка на какие-либо расширения новой физики. Это говорит о том, что, возможно, нам следует вернуться к основополагающим допущениям нашего понимания космологии».
Физик Даниэль Сколнник из Университета Дьюка, не участвующий в работе ACT, подчеркнул: «Всё в порядке. Природа сама поведает нам историю», отметив хоть и сниженные ожидания в отношении обнаружения новых эффектов, сохраняющийся интерес к поискам отклонений. Дополнительный стимул для исследований представляют будущие наблюдения с Simons Observatory, более чувствительным телескопом, начавшим сбор данных в конце февраля, и исследования с применением Dark Energy Spectroscopic Instrument, указывающие на возможную изменчивость плотности тёмной энергии, что может привести к пересмотру базовых постулатов современной космологии.
