Глобальная группа астрономов смогла создать самые детализированные изображения молодой Вселенной, запечатлев её состояние, когда ей было всего примерно 380 000 лет. Эти выводы, озвученные 19 марта на ежегодной конференции Американского физического общества, основываются на исследовании космического микроволнового фонового излучения (CMB), зафиксированного телескопом ACT, расположенным в Чилийских Андах. Сигнал CMB преодолел более 13 миллиардов лет до тех пор, пока не достиг сенсоров обсерватории.
Участники коллаборации Atacama Cosmology Telescope (ACT) впервые смогли зафиксировать с невероятной чёткостью как интенсивность, так и поляризацию этого реликтового излучения, сформировавшегося спустя несколько сотен тысячелетий после Большого взрыва. На изображениях заметны древние скопления водорода и гелия, из которых позже сформировались первые звёзды и галактики. Эти результаты подтвердили основную космологическую модель, отвергнув некоторые альтернативные гипотезы.
«Новые изображения позволяют с высокой точностью воссоздать процессы, которые стали основой для формирования сложных структур, от галактик до планет», — говорит профессор Эрминия Калабрезе, основной автор одного из исследований. Учёные смогли уточнить параметры Вселенной: её радиус примерно 50 миллиардов световых лет, а общая масса эквивалентна 1900 зетта-солнцам (1,9⋅10²? масс Солнца). Из этой массы только 100 зетта-солнц приходится на обыкновенное барионное вещество, из которых 75% — водород и 25% — гелий. Элементы, такие как углерод, кислород и железо, из которых состоят живые организмы, образовались позже в звёздных недрах и составляют лишь «незначительную долю» в этом космическом составе.
Остальная масса Вселенной разделена между тёмной материей (500 зетта-солнц) и тёмной энергией (1300 зетта-солнц), природа которых остаётся неизвестной. Одним из наиболее значительных достижений стало тестирование гипотез, объясняющих расхождения в оценках постоянной Хаббла — скорости расширения Вселенной. Измерения CMB последовательно указывают на значение 67–68 км/с/Мпк, в то время как наблюдения за близлежащими галактиками дают значения до 73–74 км/с/Мпк. Данные ACT упрочнили нижнюю границу с высокой точностью. «Мы исследовали множество моделей, предлагающих более высокую скорость расширения, но новые данные их не подтвердили», — добавила Калабрезе.
Высокая точность измерений также позволила установить возраст Вселенной — 13,8 миллиарда лет с погрешностью 0,1%.
Наблюдения телескопа ACT были завершены в 2022 году, и учёные теперь сосредотачиваются на более мощной обсерватории Simons Observatory, строящейся в том же регионе Чили.
«Приятно видеть, как ACT завершает свою работу с такими впечатляющими результатами», — отметила Калабрезе. — Стандартная космологическая модель получает дополнительные доказательства, а новые данные значительно ограничивают круг возможных альтернативных объяснений. Эти открытия не только завершают многолетние споры о постоянной Хаббла, но и определяют направление дальнейших исследований тёмной материи и энергии — ключевых сил, формирующих эволюцию космоса.»
Источник: iXBT
