Международный коллектив учёных, в который вошли специалисты из Кардиффского университета, достиг прорыва в космологии, получив наиболее детальные и точные изображения юной Вселенной. Эти снимки, сделанные с помощью Атакамского космологического телескопа (ACT) в Чили, позволяют заглянуть в эпоху, когда возраст нашего мира составлял всего около 380 000 лет. Это подобно просмотру самого первого «детского фото» космоса, который сейчас находится в «среднем возрасте».
В основе исследования лежит анализ космического микроволнового фона (CMB) — реликтового излучения, путешествующего к Земле почти 13 миллиардов лет. Учёные изучили не только интенсивность, но и поляризацию этого древнего света, что дало возможность с беспрецедентной детализацией восстановить цепь событий, приведших к формированию первых звёзд и галактик.
Триумф стандартной модели космологии
Проведённый высокоточный анализ реликтового излучения позволил исследователям убедительно подтвердить стандартную модель Вселенной, отбросив множество альтернативных теорий. Результаты этой масштабной работы были представлены на ежегодном собрании Американского физического общества 19 марта 2025 года и готовятся к публикации в авторитетном журнале «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics».
Профессор Эрминия Калабрезе, руководитель исследований в Школе физики и астрономии Кардиффского университета и ведущий автор одной из работ, прокомментировала: «Эти новые изображения предоставляют нам инструмент для точной реконструкции процессов, которые легли в основу сложных космических структур, включая нашу собственную планету».
Структура и состав космоса
Согласно обновлённым данным, наблюдаемая Вселенная простирается на 50 миллиардов световых лет во всех направлениях от Земли. Её общая масса эквивалентна массе почти 2 триллионов триллионов Солнц. Однако лишь малая часть этой колоссальной массы — около 100 «дзета-солнц» — приходится на обычную, барионную материю, которую мы можем непосредственно наблюдать. Три четверти этого обычного вещества составляет водород, а оставшуюся четверть — гелий.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Все более тяжёлые элементы, такие как углерод, кислород, железо и даже золото, из которых состоят планеты и живые организмы, были синтезированы значительно позже в недрах звёзд и составляют лишь крошечную долю «космического супа».Подавляющая же часть массы Вселенной остаётся загадкой: около 500 «дзета-солнц» приходится на тёмную материю, природа которой неизвестна, и примерно 1300 «дзета-солнц» — на тёмную энергию, таинственную силу, заполняющую пустое пространство и ответственную за ускоренное расширение космоса.
Решение космологического кризиса: какая скорость расширения верна?
Одной из ключевых задач исследования было изучение альтернативных моделей, которые могли бы объяснить серьёзное расхождение в измерениях постоянной Хаббла — величины, описывающей скорость расширения Вселенной. Измерения, основанные на реликтовом излучении, указывают на значение 67–68 км/с/Мпк, в то время как наблюдения за близкими галактиками дают более высокую цифру — 73–74 км/с/Мпк.
Новые, уточнённые данные с телескопа ACT с высокой точностью подтверждают именно меньшее значение постоянной Хаббла. «Мы протестировали целый ряд моделей, которые могли бы объяснить более высокую скорость расширения, но новые данные их не поддерживают», — отметила профессор Калабрезе.
Точный возраст мироздания
Благодаря уникальному фильтру, разработанному инженерами Кардиффского университета, который обеспечил необходимую чувствительность измерений, учёным удалось с невероятной точностью определить возраст Вселенной. Согласно новым данным, он составляет 13,8 миллиарда лет, причём погрешность этой оценки не превышает 0,1%.
Наследие ACT и взгляд в будущее
Миссия Атакамского космологического телескопа завершила сбор данных в 2022 году. Теперь научное сообщество с нетерпением ждёт запуска нового, более мощного инструмента — обсерватории Саймонс, которая будет развёрнута в том же высокогорном регионе Чили. Этот проект станет логическим продолжением исследований реликтового излучения для команды из Кардиффа.
«Мы в восторге от этих впечатляющих результатов, полученных ACT, — поделилась профессор Калабрезе. — Они не только укрепляют позиции стандартной космологической модели, но и закрывают дверь для множества конкурирующих теорий».
Исследование стало плодом многолетних усилий учёных и студентов университета. Как отметил научный сотрудник Хидде Йенсе, «ACT стал для меня настоящей космической лабораторией во время работы над докторской диссертацией. Было невероятно волнительно участвовать в проекте, который дал такое глубокое понимание устройства Вселенной».
Полученные результаты не только углубляют наши знания о ранних этапах жизни космоса, но и прокладывают путь для будущих открытий, приближая нас к разгадке тайн тёмной материи, тёмной энергии и самого происхождения всего сущего.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.