Nejlepší dosud „dětské obrázky“ vesmíru odhalily
Konečné výsledky z Atacama Cosmology Telescope nabízejí nejostřejší a nejcitlivější pohled na časný vesmír, který kdy někdo viděl
Atacama Cosmology Telescope, který je zde vidět na chilském vrcholu Cerro Toco, mapoval v letech 2007 až 2022 doschopného dosvitu velkého třesku.
Mark Devlin, zástupce ředitele Atacama Cosmology Telescope a profesor astronomie Reese Flower na University of Pennsylvania
Obrázek někdy může stát mnohem více než tisíc slov. Například jedno opatření spojené s obrázky níže-nové snímky s vysokým rozlišením Cosmosu v plenkách-je 1 900 „zetta-sun“.
Dva pohledy na kosmické mikrovlnné pozadí (CMB), dosvitu velkého třesku, jak je vidět kosmologickým dalekohledem Atacama (ACT). Horní obrázek ukazuje měření ACT měření teploty CMB dříve měření od satelitu Plancka, zatímco spodní obrázek ukazuje měření ACT polarizace CMB. Modrá a oranžová označují změny teploty a polarizace. Zvětšená část každého obrázku je 10 stupňů napříč, nebo dvacetnásobkem šířky měsíce viděná ze Země.
ACT spolupráce; Spolupráce ESA/Planck
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Ekvivalentní téměř dvěma bilionům slunce, to je množství hmoty (nebo jeho protějšku jako energie), které tyto obrázky ukazují, že existují v celém pozorovatelném vesmíru, který ve všech směrech rozprostírá téměř 50 miliard světelných let. Obrázky, které byly dnes zveřejněny, patří mezi konečné výsledky z Atacama Cosmology Telescope (ACT), Národní vědecké nadace, která byla fúzována observatoř, která fungovala na hory v Chile od roku 2007 do roku 2022. Vědci vědci. představí své výsledkykteré dosud nebyly recenzovány, zítra na setkání americké fyzické společnosti.
„Na těchto nových obrázcích se mi líbí to, jak oživují celou historii vesmíru,“ říká Jo Dunkley, kosmolog Princetonské univerzity, který vedl skupinu ACT analýzy. „Skutečnost, že se můžete dívat na oblohu, abyste viděli celý kosmický čas, je krásná.
Co viděl ACT?
ACT pozoroval, jak velký třesk dodlo, kosmické mikrovlnné pozadí (CMB), které bylo emitováno, když vesmír byl starý pouhých 380 000 let. Tehdy byl Cosmos v podstatě ohnivá koule, rozšiřující se bublina plazmy jako horké – a neprůhledná – jako povrch slunce. Tato neprůhlednost činí světlo CMB nejstarší, jaké kdy někdo vidí. ACT, která staví na minulých průzkumech CMB (jako je průzkum evropské kosmické agentury, měřila intenzita a polarizaci světla emitovaného tímto materiálem s bezprecedentní ostrostí a citlivostí. Tyto hodnoty byly poté převedeny do odhadů teploty, hustoty a rychlosti vířících pravěkých věcí, z nichž by se galaxie a větší kosmické struktury nakonec spojily. Tyto odhady zase umožňují, aby vědci ACT efektivně posoudili součet všech věcí a způsob, jakým se sešli.
Kolik „věcí“ je ve vesmíru?
Z ohromujících 1 900 kvantity zetta-sun, s nimiž vědci přišli, pochází pouze 100 zetta-sun z normální hmoty: vodík tvoří tři čtvrtiny druhé postavy a helium zahrnuje zbytek. Oba tyto prvky se objevily v bezprostředním následcích velkého třesku. Vše zbytek prvků– Uhlík ve vašich buňkách, vápník ve vašich kostech, kyslík, který dýcháte a dokonce i zlato ve vašich špercích – se ponořil mnohem později zapalování prvních hvězda jsou podobné chybě zaokrouhlování, jen skromný lesk na větší kosmický oceán.
Z zbývajících 1 800 materiálů zetta-sun tam venku představuje 500 zetta-sun Temná hmotaNeviditelná látka, která slouží jako gravitační lepidlo, které drží galaxie pohromadě. Ale objem, asi 1300 zetta-sun, pochází z hustoty Tmavá energiezáhadná síla, která poháněla zrychlení rychlosti kosmické expanze. Většina „věcí“ vesmíru je tedy ve skutečnosti ve formě věcí, pro které máme pouze zástupná jména – a velmi omezené porozumění.
Proč na tom záleží
Navzdory tomu, jak málo se zdá, že víme, nejvýznamnější postava, kterou lze přiřadit k tomuto všestrannému „dětskému obrazu“ kosmu, není pravděpodobně dva biliony bilionů sluncí (nebo tisíc slov). Ve skutečnosti je to šest: Celkový počet parametrů jádra, které se připojují ke standardním modelu kosmologie, nazývané Lambda-CDM (s „Lambda“ je zkratka pro temnou energii a „CDM“ odkazující na pomalu „chladný“ typ temné hmoty odvozené z pozorování). Zdá se, že pouze šest čísel, pokud je správně uspořádáno, zcela důkladně vysvětlí zvědavé vzorce potištěné na CMB – a jak vedly k vesmíru, který dnes přebýváme.
Planckovy výsledky již navrhl podobný závěr. Ale s pětinásobným rozlišením ACT a citlivosti na třínásobnou směrovací situaci na polarizaci vědci doufali, že uvidí známky nové fyziky za Lambda-CDM, které jeho předchůdce mohl zmeškat. „Přišli jsme do tohoto myšlení podrobné vzorce, které bychom viděli v polarizačních datech ACT, odhalí něco o alternativních kosmických modelech,“ říká Dunkley.
A ano – ale ne přesně tak doufal.
Co bude dál?
Spíše než objevování výpovědních výstřelů, které označují cestu k rozmotání povahy temné hmoty, temné energie a dalších kosmických tajemství, výsledky ACT místo toho posílily spolehlivost standardního modelu kosmologie. Doufáme, že průlomy mohou čekat na nové výsledky z nové generace průzkumů CMB, jako je Simons Observatory, která je nyní se staví Na stejném chilském horském místě, jakou dříve hostil Act.
„Model (Lambda-CDM) se prostě perfektně shoduje se všemi našimi údaji, což je vlastně docela úžasné-že se můžeme ohlédnout zpět k tomuto nejranějšímu pozorovatelnému času a tento jednoduchý model stále funguje,“ říká Dunkley. „Něco z našeho porozumění stále chybí;
