Всматриваясь в старейшее излучение: ученые уточнили возраст Вселенной

Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) и космический телескоп «Хаббл» (NASA/ESA). Сталкивающиеся галактики. Источник: ESO

 

Новые исследования проливают свет на настоящий возраст Вселенной, о чем свидетельствуют результаты, представленные в серии статей. Используя наблюдения, полученные с помощью Атакамского телескопа в Чили, ученые предполагают, что возраст Вселенной  составляет 13,8 миллиардов лет.

Исследовательская група Атакамского телескопа (Atacama Cosmology Telescope) – это международное объединение ученых из 41 институции в семи странах. Одну из участвующих в проекте команд возглавляет профессор Нилима Сегал из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук. Вместе с коллегами они анализируют реликтовое излучение, также известное как космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, – равномерно заполняющее Вселенную,  тепловое по своей природе, оно возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода. Или же, другими словами, – это свет после свечения Большого взрыва.

Объясняя свою работу, профессор Сегал проводит любопытную аналогию:

Мы пытаемся восстановить детское фото Вселенной, когда она только родилась. Устранить помехи, возникшие с течением времени и с изменением пространства, а теперь искажающие изображение. Лишь увидев истинную детскую фотографию или изображение Вселенной, мы сможем понять, как же, собственно, она родилась.

По словам профессора Сегала, улучшенное изображение новорожденной Вселенной поможет ученым понять ее происхождение, а также — то, как мы оказались на Земле, в какие галактики устремлен наш путь, каким может быть конец Вселенной и когда это произойдет.

Ученые уточнили возраст Вселенной после измерений ее наиболее старого света. Новые данные команды Атакамского телескопа совпадают с цифрами, полученными при измерении того же света астрономическим спутником «Планк», запущенным в мае 2009 года.

Саймон Айола, один из авторов исследования, обращает внимание на то, что это важный поворот в дискуссии сообщества астрофизиков по столь сложному вопросу о возрасте Вселенной, так как получены схожие результаты из двух, в равной мере авторитетных, источников.

В 2019 году исследовательская группа, измеряющая движение галактик, рассчитала, что Вселенная может быть на сотни миллионов лет моложе, чем утверждали данные спутника «Планк». Подобное расхождение наталкивало на мысль, что может потребоваться создание новой модели Вселенной, а также поставило под сомнение корректность выбора параметров измерений.

В исследованиях возраста Вселенной важную роль играет и так называемая постоянная Хаббла – коэффициент, входящий в закон Хаббла, который связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления. В свою очередь, закон Хаббла также известен, как закон всеобщего разбегания галактик – космологический закон, описывающий расширение Вселенной. Возраст Вселенной показывает, насколько быстро расширяется космос, – число, измеряемое постоянной Хаббла.

Измерения Атакамского телескопа  предполагают постоянную Хаббла 67,6 километров в секунду на мегапарсек. Это значит, что объект на расстоянии 1 мегапарсека (около 3,26 миллиона световых лет) от Земли, удаляется от нас со скоростью 67,6 километра в секунду из-за расширения Вселенной. Этот результат почти совпадает с предыдущей оценкой 67,4 километра в секунду на мегапарсек, полученной со спутника «Планк».

Команда Атакамского телескопа продолжает свои наблюдения, и со временем у астрономов будут более точные представления о том, когда зародилась Вселенная. Помимо этого ученые заняты поиском физических феноменов, которые не соответствуют стандартной космологической модели. Такие примеры странных физических явлений помогли бы согласовать расхождения между оценками возраста Вселенной и скоростью расширения галактики.

Напомним нашим читателям, что американский астроном Эдвин Хаббл в  1929  году описал скорость, с которой  увеличивается  расстояние между  галактиками. Примечательно, что не все галактики подчиняются закону  Хаббла, описывающему средние параметры поведения галактик. Интересным исключением, к примеру, может быть ближайшая  к  Земле  крупная  галактика  (Андромеда), движущаяся  к  нам,  а  не  от  нас. 

Согласно  закону  Хаббла, Вселенная расширяется не с постоянной скоростью. Некоторые галактики удаляются от нас со скоростью 1  тыс.  км/с,  другие,  находящиеся вдвое  дальше,  со  скоростью  2  тыс. км/с  и  так далее. Таким  образом,  закон Хаббла указывает, что, начиная с некоторого расстояния, называемого хаббловским, галактики удаляются со  сверхсветовой  скоростью.  Для измеренного значения постоянной Хаббла, это  расстояние  составляет около 14 млрд световых лет.

Ознакомиться с исследованиями команды Атакамского телескопа можно здесь