Новые измерения возраста Вселенной углубили кризис в космологии

Астрономы точно измерили возраст Вселенной по микроволновому "эху" Большого взрыва с помощью наземной обсерватории ACT и подтвердили результаты наблюдений на космическом телескопе Planck. Это углубило кризис в космологии, который связан с разными результатами измерений скорости расширения Вселенной. Результаты своей работы ученые опубликовали в электронной научной библиотеке arXiv.

"В прошлом многие наши коллеги предполагали, что эти расхождения связаны с ошибками в данных – либо у телескопа Planck, либо у "Хаббла". Мы показали, что результаты наблюдений на ACT и Planck полностью совпадают. Это говорит о том, что у нас нет причин сомневаться в качестве результатов этих наблюдений", – рассказал один из авторов работы, астрофизик из Института Флэтайрон в Нью-Йорке (США) Симон Айола.

Как отмечает Айола, это совпадение говорит в пользу того, что кризис в космологии связан с реальными явлениями, а не с ошибками и погрешностями в работе инструментов, которые используются для измерения скорости расширения Вселенной и для оценки ее возраста.

Этот кризис обозначился примерно три года назад, когда почти одновременно были опубликованы данные по скорости расширения Вселенной, полученные в ходе наблюдений за микроволновым "эхом" Большого взрыва с помощью телескопа Planck и за переменными звездами-цефеидами в Млечном Пути и вспышками сверхновых в соседних галактиках, которые вела обсерватория "Хаббл".

Эти значения сильно разошлись. Второй тип наблюдений показал, что две галактики, разделенные расстоянием примерно в 3 млн световых лет, должны разлетаться со скоростью около 73,9 км/с. Это на 9% больше, чем показывают данные наблюдений за микроволновыми отголосками Большого взрыва – 67,9 км/с.

Главные вопросы космологии

По словам Айолы, эти споры были дополнительно подогреты в прошлом году. Тогда астрономы попытались вычислить возраст Вселенной, опираясь на наблюдения за скоростью движения близлежащих скоплений галактик, которые много лет проводит "Хаббл". Эти данные неожиданно показали, что Большой взрыв произошел на несколько сотен миллионов лет позже, чем говорили данные Planck и другого микроволнового космического телескопа, WMAP.

Новые расхождения заставили астрономов, которые занимаются ранними эпохами существования Вселенной, начать перепроверять данные всех трех телескопов с помощью других инструментов и обсерваторий. Среди них был и чилийский телескоп ACT, который построили в 2007 году в пустыне Атакама для наблюдений за микроволновым "эхом" Большого взрыва.

Благодаря неоднородностям в яркости и другим свойствам этого излучения можно очень точно определить возраст Вселенной, а также узнать, как была распределена материя внутри нее в первые мгновения существования мироздания и с какой скоростью расширялись его границы.

Айола и его коллеги получили первые точные "наземные" данные такого рода, проанализировав информацию, которую ACT собирал в промежутке между 2013 и 2016 годами – уже после того, как были собраны данные "Хаббла" и Planck, из-за которых возник космологический кризис.

Новые измерения, как отмечают исследователи, почти полностью совпали с теми значениями, которые получили участники научной команды Planck: возраст Вселенной составил 13,77 млрд лет, а скорость ее расширения – 67,6 км/с. Это ставит под сомнение возможность того, что в результатах наблюдений за микроволновым "эхом" Большого взрыва раньше были ошибки.

Аналогичные подтверждения ученые недавно получили и для замеров "Хаббла". Это, как предполагают их авторы, говорит в пользу того, что скорость расширения Вселенной действительно могла поменяться за 13,7 мрлд лет после Большого взрыва. В таком случае все современные космологические теории, которые описывают процесс рождения мироздания, придется полностью пересмотреть, заключают ученые.