Астрономы получили «детские фотографии» первых звезд и галактик - New-Science.ru
23 марта 2025, 00:00
Международная команда астрономов, включая исследователей из Кардиффского университета, представила самые четкие и точные на сегодняшний день изображения Вселенной в ее младенчестве. Эти данные, полученные с помощью телескопа ACT (Atacama Cosmology Telescope), расположенного в высокогорных районах Чилийских Анд, позволяют заглянуть в прошлое на 13,8 миллиарда лет, когда возраст Вселенной составлял всего около 380 000 лет. Это сравнимо с "детскими снимками" нынешней Вселенной, которая уже достигла "среднего возраста".
Исследование, проведенное в рамках коллаборации ACT, основано на анализе космического микроволнового фона (CMB) — света, который путешествовал более 13 миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Ученые изучили как интенсивность, так и поляризацию этого древнего света, что позволило им с беспрецедентной точностью восстановить процессы, которые привели к формированию первых звезд и галактик.
Новые данные подтверждают стандартную модель Вселенной
Анализ CMB в высоком разрешении позволил исследователям подтвердить стандартную модель Вселенной, исключив множество альтернативных теорий. Результаты работы были представлены на ежегодной встрече Американского физического общества 19 марта 2025 года и направлены на публикацию в журнал
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Профессор Эрминия Калабрезе, директор по исследованиям Школы физики и астрономии Кардиффского университета и ведущий автор одного из исследований, отметила: "
Эти новые изображения позволяют нам с высокой точностью реконструировать процессы, которые заложили основу для сложных космических структур, которые мы видим в ночном небе, включая нашу собственную планету".
Масштабы Вселенной и ее состав
Согласно новым данным, наблюдаемая Вселенная простирается на 50 миллиардов световых лет во всех направлениях от Земли и содержит массу, эквивалентную 1 900 "зетта-солнцам" (почти 2 триллиона триллионов солнц). Из этой массы только 100 зетта-солнц приходится на обычную материю, которую мы можем наблюдать и измерять. Три четверти этой обычной материи составляет водород, а четверть — гелий. Элементы, из которых состоят люди, такие как углерод, кислород, азот, железо и даже следы золота, были образованы позже в звездах и составляют лишь небольшую часть этого "космического супа".
Остальная масса Вселенной состоит из темной материи (500 зетта-солнц), природа которой до сих пор неизвестна, и темной энергии (1 300 зетта-солнц), которая доминирует в пустом пространстве и отвечает за ускоренное расширение Вселенной.
Разрешение спора о скорости расширения Вселенной
Одной из ключевых целей исследования было изучение альтернативных моделей Вселенной, которые могли бы объяснить расхождения в измерениях постоянной Хаббла — скорости расширения пространства. Измерения, основанные на CMB, показывают значение постоянной Хаббла в диапазоне 67–68 км/с/Мпк, в то время как наблюдения за движением ближайших галактик указывают на более высокое значение — 73–74 км/с/Мпк.
Новые данные ACT подтвердили более низкое значение постоянной Хаббла с повышенной точностью. "
Мы проверили множество моделей, которые могли бы дать более высокое значение скорости расширения, но они не подтвердились новыми данными", — добавила профессор Калабрезе.
Уточнение возраста Вселенной
Новые измерения также позволили уточнить возраст Вселенной, который теперь оценивается в 13,8 миллиардов лет с погрешностью всего 0,1%. Это стало возможным благодаря уникальным фильтрам, разработанным группой астрономической инструментации Кардиффского университета, которые обеспечили необходимую чувствительность для проведения столь точных измерений.
Завершение миссии ACT и будущие проекты
Телескоп ACT завершил свои наблюдения в 2022 году, и теперь внимание ученых переключается на новый, более мощный проект — Simons Observatory, который будет расположен в том же регионе Чили. Этот проект станет следующим этапом в изучении CMB для команды Кардиффского университета.
"
Приятно видеть, как ACT завершает свою работу с такими впечатляющими результатами", — сказала профессор Калабрезе. "
Эти данные укрепляют нашу стандартную модель космологии и закрывают дверь для многих альтернативных теорий".
Исследование стало кульминацией многолетней работы, в которой активное участие принимали ученые и студенты Кардиффского университета. Как отметил постдокторант Хидде Йенсе, "
ACT стал моей космической лабораторией во время работы над докторской диссертацией. Было невероятно увлекательно участвовать в этом проекте, который привел к такому глубокому пониманию нашей Вселенной".
Эти открытия не только углубляют наше понимание ранней Вселенной, но и открывают новые горизонты для будущих исследований, которые помогут раскрыть тайны темной материи, темной энергии и происхождения всего, что нас окружает.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru