По данным, собранным решеткой телескопов ALMA в пустыне Атакама (Чили), ученые уточнили возраст Вселенной. По новой оценке, ей 13,77 миллиардов лет (± 40 миллионов).

Новые измерения сделали вклад и в разрешение одной из самых важных на сегодняшний день проблем астрофизики: Насколько быстро расширяется Вселенная?

Результаты были опубликованы в двух научных статьях, выложенных в открытый доступ на сайте препринтов arXiv. Статьи проходят процесс проверки и рецензирования. (pdf).


ACT Collaboration — Часть новой карты реликтового излучения

Космология – это наука о прошлом, настоящем и будущем нашей Вселенной. Многое в этой науке завязано на скорость расширения, поэтому физики так охотятся за этим значением. Константа Хаббла (H0) – это значение, описывающее, насколько быстро расширяется Вселенная на разном расстоянии от нас.

Считается, что расширение провоцирует темная энергия, она же и ускоряет этот процесс. Но когда астрономы пытаются с помощью телескопов измерить постоянную Хаббла, они получают разные значения в зависимости от используемого метода. Это расхождение никак не удается объяснить.

Один из методов основан на оценке того, как быстро от Млечного пути отдаляются соседние галактики. Второй метод заключается в изучении реликтового излучения.

Новые измерения совпадают с оценкой по реликтовому излучению, но не позволяют опровергнуть оценку по соседним галактикам.

Реликтовое излучение – это микроволновой «фон» Вселенной, какой мы ее видим. Дальше этой границы мы не можем заглянуть из-за ограничений скорости света. То слабое свечение, что мы видим, куда ни направим свои телескопы, образовалось вскоре после Большого взрыва, в эпоху первичной рекомбинации водорода, более 13 миллиардов лет назад.

В 2018 году были опубликованы данные со спутника Планка. Это самое точное измерение реликтового излучения. Тогда, два года назад, и стало понятно, как сильно оценка H0 по реликтовому излучению расходится с оценкой по движению соседних галактик.

В новом исследовании удалось воспроизвести оценку реликтового излучения, используя иной набор данных с телескопов и другие вычисления. А вот результат получился тот же. Это не означает что оценка H0 по реликтовому излучению является верной (есть проблемы с физическими теориями, которые используются в расчетах), но по крайней мере в самих измерениях ошибки точно нет. Плюс один в пользу оценки по реликтовому.

Наблюдения за реликтовым излучением с решетки ALMA проводились в период с 2013 по 2016 годы. Несколько лет ученые потратили на то, чтобы с помощью суперкомпьютеров очистить данные от других источников микроволновых волн. Лишь после того, как была собрана полная карта (они изучали лишь половину неба), они занялись расчетами H0.

Новая карта позволила и заново проверить расстояние от Земли до реликтового фона. Это расстояние вкупе с новой оценкой скорости расширения позволили уточнить возраст Вселенной.

Остается вероятность, что наши теории неточны, а поэтому неточны и вычисления, но тут нам остается лишь ждать уточнения теорий.

Как итог, сокрость расширения вселенной пока что остается для нас загадкой, но у ученых, изучающих реликтовое излучение, на руках больше доказательств в пользу их оценки.

---

Научные статьи были выложены на сайте препринтов arXiv и отправлены на рецензирование.