Jacob Hoover
0 
4597
56
Starověké světlo z Velkého třesku odhalilo přesný nový odhad věku vesmíru: 13,77 miliard let, dejte nebo vezměte 40 miliónů let.
Nový odhad založený na údajích z řady dalekohledů v chilské poušti Atacama pouští také jednu z nejdůležitějších neshod v astrofyzice: Jak rychle se vesmír rozšiřuje? Nový výsledek, popsaný ve dvou vědeckých článcích, významně posílí jednu stranu neshody, i když fyzikové nedokázali druhou stranu sporu prokázat špatně.
Tady je problém: Fyzici musí pochopit míru expanze vesmíru, aby vytvořili jakýkoli smysl pro kosmologii - vědu o minulosti, přítomnosti a budoucnosti celého vesmíru. Vědí, že tajemná látka zvaná temná energie způsobuje, že se vesmír rozšiřuje (stále se zvyšující rychlostí) ve všech směrech ... Ale když astronomové namíří své dalekohledy do vesmíru, aby změřili Hubbleovu konstantu (H0) - číslo, které popisuje, jak rychle vesmír se rozšiřuje v různých vzdálenostech od nás nebo z jiného bodu - přicházejí s čísly, která se navzájem nesouhlasí, v závislosti na metodě, kterou používají.
Jedna metoda založená na měření toho, jak rychle se blízké galaxie pohybují od Mléčné dráhy, produkuje jednu H0. Další metoda, založená na studiu nejstaršího světla v kosmu nebo kosmického mikrovlnného pozadí (CMB), produkuje další H0. Tento nesouhlas nechal vědce přemýšlet, zda je v jejich měřeních nebo teoriích nějaké důležité slepé místo, jak bylo dříve uvedeno. Zdá se, že tyto nové výsledky ukazují, že na straně CMB nedošlo k žádným chybám měření.
Příbuzný: 9 faktů o černých dírách, které vám vyrazí mysl
"Zjistili jsme míru rozšíření, která je přímo na odhadu satelitního týmu Planck," což je další studie CMB, astrofyzik Cornell University Steve Choi, hlavní autor jednoho ze dvou nových příspěvků, uvedl ve svém prohlášení. "To nám dává větší důvěru v měření nejstaršího vesmíru."
Data ze satelitu Planck, uvolněná v roce 2018, byla dosud nejdůležitějšími měřeními CMB. S nebývalou přesností ukázali, jak ostře CMB měření H0 nesouhlasí s měřeními založenými na pohybu blízkých galaxií.
Tyto nové výsledky přepočítaly měření CMB od nuly pomocí zcela jiné sady dat a výpočtů dalekohledu a přišly s velmi podobnými výsledky. To neprokazuje, že měření CMO H0 je správné - stále může existovat nějaký problém s fyzikálními teoriemi použitými pro výpočet - ale to naznačuje, že na této straně neshody nejsou žádné chyby měření..
Příbuzný: 18 největších nevyřešených záhad ve fyzice
Vědci se spoléhali na data z kosmologického dalekohledu Atacama (ACT) v poušti Atacama v Chile a sledovali slabé rozdíly mezi různými částmi CMB - zdá se, že mají různé úrovně energie v různých částech oblohy. CMB, která se vytvořila jako ochlazený vesmír po Velkém třesku, je detekovatelná ve všech směrech v prostoru jako mikrovlnná záře. Je to více než 13 miliard světelných let na dálku, památka z doby, než se vytvořily hvězdy a galaxie.
Kombinováním teorií o tom, jak se CMB vytvořila, s přesnými měřeními jeho fluktuací, mohou fyzici určit, jak rychle se vesmír v tu chvíli v čase rozšiřoval. Tato data pak mohou být použita pro výpočet H0.
ACT metodicky snímal polovinu oblohy mezi lety 2013 a 2016, přičemž se zaměřoval zejména na mikrovlnné světlo. Poté vědci strávili roky vyčištěním a analýzou dat pomocí superpočítačů, odstraněním dalších zdrojů mikrovln, které nejsou součástí CMB, aby se spojila úplná mapa CMB. Po celou dobu se „oslepovali“ na důsledky své práce, psali ve svých novinách, což znamená, že se nedívali na to, jak jejich volby ovlivnily odhady H0 až do samého konce. Až když byla úplná mapa CMB kompletní, použili ji vědci k výpočtu H0.
Nová mapa CMB také nabídla nové měřítko pro vzdálenost mezi Zemí a CMB. Tato vzdálenost v kombinaci s novým měřením toho, jak rychle se vesmír v průběhu času rozšiřoval, umožnila přesný výpočet věku vesmíru.
"Neměl jsem zvláštní preference pro žádnou konkrétní hodnotu - bude to tak či onak zajímavé," řekl Choi.
Související obsah-Vesmír: Velký třesk nyní v 10 jednoduchých krocích
-15 nejpodivnějších galaxií v našem vesmíru
-101 astronomických snímků, které vám vyrazí mysl
Jak již bylo dříve oznámeno, je stále možné, že některé chyby v těchto teoriích propočítávají výpočet. Není však jasné, jaká by byla chyba.
Druhý přístup k výpočtu H0 spočívá na pulzujících hvězdách známých jako cefeidy, které sídlí ve vzdálených galaxiích a pravidelně pulzují. Tento časovaný puls umožňuje vědcům provádět přesné výpočty jejich pohybu a vzdáleností od Země.
U těchto přímých měření rychlosti je docela snadné přijít s měřením H0. Nejsou zahrnuty žádné složité kosmologické teorie. Ale je možné, někteří vědci navrhli, že náš region vesmíru je prostě podivně prázdný a není reprezentativní pro celý vesmír. Je dokonce možné, že se vyskytují problémy s měřením cefeidů a že tyto kosmické měřící tyče nefungují tak, jak fyzici očekávají..
Pro tuto chvíli zůstává skutečná H0 záhadou. Ale vědci CMB mají více munice pro svou stranu neshody.
Oba nové příspěvky popisující novou analýzu byly zveřejněny 14. července do databáze předtisků arXiv a předloženy k formálnímu vzájemnému posouzení.
Zobrazit všechny komentáře (8)