Содержание
Откуда мы знаем возраст Вселенной?
Если вы не занимаетесь астрономией на уверенном уровне, вы наверняка хоть раз задавались вопросом: сколько существует независимых способов измерения возраста Вселенной? Ученые рады были бы сказать, что есть множество линий доказательств, которые указывают на возраст Вселенной в 13,8 миллиарда лет, подобно тому, как есть множество независимых указателей в пользу существования темной материи. Но на самом деле, есть только два хороших свидетельства, и одно лучше другого.
«Хороший» способ узнать возраст Вселенной — изучить тот факт, что она расширяется и остывает, и признать, что в прошлом она была горячее и плотнее. Если мы вернемся в древнейшие времена, мы выясним, что объем Вселенной был меньше, и не только материя была сбита плотнее, но и длины волн отдельных фотонов (частиц света) были короче, поскольку расширение Вселенной растянуло их до нынешней длины.
Поскольку длина волны фотона определяет его энергию и температуру, чем короче длина волны фотона, тем выше его энергия и температура.
По мере того как мы будем возвращаться все дальше и дальше во времени, температура будет расти все выше и выше, пока в какой-то момент мы не достигнем самых первых стадий Большого Взрыва.
Это важно, запомним: есть «ранняя стадия» горячего Большого Взрыва.
Если бы у нас была возможность протягивать щуп «бесконечно» в обратном направлении, мы бы достигли сингулярности, в которой известная нам физика не работала бы. В нашем современном понимании самой ранней Вселенной известно, что инфляционному состоянию предшествовал горячий и плотный Большой Взрыв, а инфляционное состояние длилось неопределенное время.
Поэтому когда мы говорим о «возрасте Вселенной», мы говорим о том, сколько времени прошло с тех пор, как Вселенную можно было впервые описать как Большой Взрыв, и до сегодняшнего дня.
Согласно законам общей теории относительности, если у вас будет Вселенная вроде нашей, которая:
- а) с однородной плотностью на крупнейших масштабах;
- б) имеет одни и те же законы и общие свойства во всех местах;
- в) одинакова во всех направлениях и
- г) в которой Большой Взрыв произошел во всех местах одновременно и всюду, то
есть уникальная связь между возрастом Вселенной и ее расширением в процессе творения ее истории.
Другими словами, если бы мы могли измерить расширение Вселенной сегодня и то, как она расширилась за всю свою историю, мы бы точно узнали, какие различные компоненты ее составляют. Мы узнали это из ряда наблюдений, включая:
- Прямые измерения яркости и расстояния до объектов во Вселенной вроде звезд, галактик и сверхновых, которые позволили нам выстроить линейку космических расстояний.
- Измерения крупномасштабной структуры, кластеризации галактик и барионных акустических колебаний.
- Колебания в микроволновом космическом фоне, такой себе «снимок» Вселенной, когда ей было всего 380 000 лет.
Вы собираете все это воедино и получаете Вселенную, которая сегодня состоит на 68% из темной энергии, на 27% из темной материи, на 4,9% из обычной материи, на 0,1% из нейтрино, на 0,01% из излучения, ну и всякого «по мелочи».
Затем вы смотрите на расширение Вселенной сегодня и экстраполируете его обратно во времени, собирая воедино историю расширения Вселенной, а значит и ее возраст.
Мы получаем цифру — наиболее точно от Планка, однако дополненную другими источниками вроде измерений сверхновых, ключевого проекта HST и Sloan Digital Sky Survey — возраста Вселенной, 13,81 миллиарда лет, плюс-минус 120 миллионов лет. Мы уверены в возрасте Вселенной с 99,1-процентной вероятностью, и это весьма круто.
У нас есть целый ряд различных наборов данных, которые указывают на такой вывод, но они, на деле, получены с помощью одного метода. Нам просто повезло, что есть согласованная картина, все точки которой указывают в одном направлении, но в действительности невозможно точно назвать возраст Вселенной. Все эти точки предлагают разные вероятности, и где-то на пересечении рождается наше мнение относительно возраста нашего мира.
Если бы Вселенная обладала теми же свойствами, но состояла на 100% из обычной материи (то есть без темной материи или темной энергии), нашей Вселенной было бы всего 10 миллиардов лет.
Если бы Вселенная состояла из обычной материи на 5% (без темной материи и темной энергии), а постоянная Хаббла составляла бы 50 км/с/Мпк, а не 70 км/с/Мпк, нашей Вселенной было бы 16 миллиардов лет. С комбинацией всего этого, мы почти наверняка можем сказать, что возраст Вселенной — 13,81 миллиарда лет. Выяснить эту цифру — огромный подвиг для науки.
Этот метод выяснения по праву лучший. Он главный, уверенный, наиболее полный и проверен множеством разных улик, указывающих на него. Но есть и другой метод, и он весьма полезен для проверки наших результатов.
Он сводится к тому, что мы знаем, как живут звезды, как они сжигают свое топливо и умирают. В частности, мы знаем, что все звезды, пока живут и прожигают основное топливо (синтезируя гелий из водорода), обладает определенной яркостью и цветом, и остаются при этих специфических показателях конкретный отрезок времени: пока в ядрах не заканчивается топливо.
В этот момент яркие, синие и массивные звезды начинают эволюционировать в гиганты или сверхгиганты.
Глядя на эти точки в скоплении звезд, которые образовались в одно время, мы можем выяснить — если, конечно, знаем принцип работы звезд — возраст звезд в кластере. Глядя на старые шаровые скопления, мы выясняем, что эти звезды чаще всего пришли к жизни примерно 13,2 миллиарда лет назад. (Впрочем, есть небольшие разбегания в миллиард лет).
Возраст в 12 миллиардов лет довольно распространен, но возраст в 14 миллиардов лет и больше — это что-то странное, хотя был период в 90-х, когда возраст в 14-16 миллиардов лет упоминался довольно часто. (Улучшенное понимание звезд и их эволюции существенно занизили эти цифры).
Итак, у нас есть два метода — космической истории и измерения локальных звезд, — которые указывают на то, что возраст нашей Вселенной — 13-14 миллиардов лет. Никого не удивит, если возраст уточнится до 13,6 или даже до 14 миллиардов лет, но вряд ли это будет 13 или 15. Если вас будут спрашивать, говорите, что возраст Вселенной 13,8 миллиарда лет, претензий к вам не будет.
Откуда мы знаем возраст Вселенной?
Наука
Космос
Вселенная
Откуда мы знаем возраст Вселенной?
Егор Морозов
—
Сейчас мы можем узнать возраст Вселенной буквально за секунду, спросив об этом Google. Однако ученые потратили столетия, прежде чем выяснили ответ: почти 14 миллиардов лет, а точнее 13,8 миллиардов лет. И новые исследования продолжают подтверждать это число. В конце декабря группа ученых, работающих на Атакамском космологическом телескопе в Чили, опубликовала свою последнюю оценку — 13,77 миллиардов лет, плюс-минус несколько десятков миллионов лет. Это хорошо совпадает с данными миссии «Планк», европейского спутника, который проводил аналогичные наблюдения в период с 2009 по 2013 год.
Точные наблюдения чилийского телескопа и космического зонда — результат размышлений людей на протяжении тысячелетий, откуда взялась Вселенная. В итоге мы, люди, с продолжительностью жизни менее века, получили представления о событиях, которые произошли за много лет до того, как наша планета — и даже атомы, которые составляют нашу планету — появились. Но как мы это сделали?
Новое время: Вселенная не вечна
Опустим античность, где в почти каждой культуре хватало мифов о «творении всего сущего». Так, греческие философы, такие как Платон и Аристотель, в IV-III веках до нашей эры считали, что планеты и звезды заключены в вечно вращающиеся небесные сферы. И на протяжении почти пары тысяч лет всех это устраивало.
Противоречие с наблюдениями обнаружил лишь в 1610 году астроном Иоганн Кеплер: если в вечной Вселенной находится бесконечное количество звезд, почему все эти звезды не заполнили Вселенную ослепляющим светом? Он рассуждал, что темное ночное небо предполагает ограниченный космос, в котором звезды в конечном итоге гаснут.
Вот так из неверных рассуждений он получил, в общем-то, верные выводы.
Таким представлял себе космос астроном Петр Алиан в своей книге «Космография» 1539 года.
Противоречие между наблюдаемым ночным небом и бесконечной Вселенной стало известно как парадокс Ольбера, названный в честь Генриха Ольбера, астронома, который популяризировал его в 1826 году. И следующую здравую мысль об этом парадоксе выдвинул поэт Эдгар Аллан По. В своей прозе «Эврика» в 1848 году он рассуждал о том, что Вселенная не вечна. Был момент ее образования, и с тех пор прошло недостаточно времени, чтобы звезды полностью осветили небо.
1900-е: первые оценки возраста Вселенной
Следующий шаг в решении парадокса Ольбера сделал Альберт Эйнштейн с его новой теорией гравитации. Из нее следовало, что Вселенная, вероятно, увеличивается или уменьшается со временем. Как мы знаем, это действительно так, однако гениальный физик добавил в свои уравнения ложный фактор — космологическую постоянную — чтобы Вселенная не меняла размеры (что позволяет ей существовать вечно).
Между тем, более крупные телескопы 20-ого века позволили астрономам четко разглядеть другие галактики, что вызвало ожесточенные споры о том, смотрят ли они на далекие «островные Вселенные», или же на близлежащие звездные скопления внутри Млечного Пути. Острые глаза Эдвина Хаббла окончательно разрешили парадокс в конце 1920-х годов, когда он впервые измерил межгалактические расстояния. Астроном обнаружил, что галактики не только являются огромными и далекими объектами, но и улетают друг от друга.
2.5-метровый телескоп, который помог Хабблу совершить многие его астрономические открытия.
Итак, решено: Вселенная расширяется, и Хаббл зафиксировал скорость этого процесса на уровне 500 километров в секунду на мегапарсек, ошибившись на порядок. С физической точки зрения это скорость, с которой разлетаются две галактики, находящиеся на расстоянии в 1 мегапарсек (порядка 3.2 миллионов световых лет) друг от друга. Это постоянная величина, которая теперь носит его имя.
И, раз астрономы поняли, что Вселенная расширяется — значит, у нее было начало, и можно вычислить, когда именно она образовалась. Работа Хаббла в 1929 году показала, что Вселенная расширяется таким образом, что ей должно быть около 2 миллиардов лет — ожидаемая ошибка опять же почти на порядок.
«Скорость расширения говорит вам, насколько быстро вы можете перемотать историю Вселенной, как на старой видеокассете», — говорит Дэниел Сколник, космолог из Университета Дьюка. «Если скорость перемотки быстрее, значит, фильм короче».
Но достаточно точно измерять расстояния до далеких галактик тогда не умели. Более точный метод появился в 1965 году, когда исследователи обнаружили слабые микроволны, пронизывающие весь космос. На тот момент космологи уже предсказали, что такой сигнал должен существовать, поскольку свет, излучаемый всего через несколько сотен тысяч лет после рождения Вселенной, должен был растянут в результате расширения пространства и стать более длинными микроволнами.
Измеряя характеристики этого космического микроволнового фона, астрономы смогли сделать своего рода снимок молодой Вселенной, определив ее первоначальный размер и состав. Этот фон послужил уже неопровержимым доказательством того, что у космоса было начало.
Карта реликтового излучения — «фото» ранней Вселенной.
«Самое важное, что было достигнуто окончательным открытием [реликтового излучения] в 1965 году, так это заставить всех нас серьезно отнестись к идее о существовании ранней Вселенной» , — писал лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг в своей книге 1977 года «Первые три минуты».
С 1990 годов по настоящее время: уточнение расчетов
Реликтовое излучение позволило космологам понять, насколько велика была Вселенная в ранний момент времени, что помогло им вычислить ее размер и скорость расширения. Оказалось, что она почти в десять раз медленнее, чем вычисленная Хабблом, и составляет около 70 километров в секунду на мегапарсек, что отодвигает момент «начала космоса» еще дальше во времени.
В 1990-е годы возраст Вселенной оценивался от 7 до 20 миллиардов лет.
Кропотливые усилия нескольких команд были направлены на то, чтобы максимально точно выяснить скорость расширения Вселенной. Наблюдение за далекими галактиками с помощью космического телескопа Хаббла в 1993 году показало, что текущее значение одноименной постоянной составляет 71 километр в секунду на мегапарсек, что сузило возраст Вселенной до 9-14 миллиардов лет.
Затем, в 2003 году, космический аппарат WMAP создал карту реликтового излучения с мельчайшими деталями. На основании этих данных космологи подсчитали, что возраст Вселенной составляет от 13,5 до 13,9 миллиардов лет. Примерно десять лет спустя спутник «Планк» измерил реликтовое излучение еще более детально, получив постоянную Хаббла в 67,66 и возраст в 13,8 миллиарда лет. Новое независимое измерение реликтового излучения на чилийском телескопе дало сравнимые цифры, что еще больше укрепило уверенность космологов в том, что они точны в определении возраста Вселенной.
Один из способов измерения постоянной Хаббла: вычисляется параллакс (то есть видимое смещение звезды при движении Земли по орбите, что позволяет вычислить расстояние до нее), а по красному смещению — скорость удаления звезды от нас.
Не все так просто: есть космологический конфликт
По мере того, как измерения ранней и современной Вселенных стали более точными, они начали противоречить друг другу. В то время как исследования, основанные на картографировании микроволнового фона, предполагают, что постоянная Хаббла находится на уровне 60 километров в секунду на мегапарсек, измерения расстояний до соседних галактик (которые опираются на снимки очень ярких и практически одинаковых по всему космосу сверхновых) дают более высокие темпы расширения ближе к 70 километрам в секунду на мегапарсек.
Сколник участвовал в одном таком исследовании в 2019 году, а другое измерение, основанное на яркости различных галактик, на прошлой неделе пришло к аналогичному выводу (что современная Вселенная быстро расширяется).
На первый взгляд более высокие темпы расширения, которые получают эти команды, могут означать, что Вселенная на самом деле примерно на миллиард лет моложе канонических 13,8 миллиардов лет, установленных зондом «Планк» и чилийским телескопом.
Также такое несоответствие может указывать на то, что в представлении космологов о реальности не хватает чего-то важного и неочевидного. Связь реликтового излучения с современной Вселенной включает предположения о плохо изученных темных материи и энергии, которые, по-видимому, доминируют в нашей Вселенной, а тот факт, что измерения постоянной Хаббла «во времени» не совпадают, может указывать на то, что расчет истинного возраста Вселенная предполагает нечто большее, чем простую «перемотку» ленты.
«Я не уверен в теории, благодаря которой мы определяем возраст Вселенной», — говорит Сколник. «Я не говорю, что она неверна, но я не могу сказать, что она безупречна».
iGuides в Яндекс.
Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru
iGuides в Telegram — t.me/igmedia
Источник:
The universe is 13.8 billion years old—here’s how we know
Рекомендации
«Сбербанк» рассказал, как платить айфоном в России без Apple Pay
Wildberries увеличил плату за возврат (и урезал лимиты для бесплатного отказа от товара)
Думаете, что СБОЛ это «Сбербанк Онлайн»? Как бы не так!
Оно замаскировано, поэтому так просто вы его не найдёте»>«Газпромбанк» вернул своё приложение в App Store. Оно замаскировано, поэтому так просто вы его не найдёте
Рекомендации
«Сбербанк» рассказал, как платить айфоном в России без Apple Pay
Wildberries увеличил плату за возврат (и урезал лимиты для бесплатного отказа от товара)
Думаете, что СБОЛ это «Сбербанк Онлайн»? Как бы не так!
«Газпромбанк» вернул своё приложение в App Store. Оно замаскировано, поэтому так просто вы его не найдёте
Читайте также
Представлены портативные телевизоры размером с брелок.
Параметры экранов вас удивят
Kickstarter
Голосовые сообщения — худшее, что случалось со смартфонами? Вот 4 причины, почему их любят и ненавидят
Мнение
Голосовые сообщения
WMAP- Age of the Universe
До недавнего времени астрономы считали, что Большой Взрыв произошел между 12 и 14
миллиард лет назад. Чтобы представить это в перспективе, Солнечная система считается 4,5
миллиард лет, а люди существуют как род всего несколько миллионов лет.
Астрономы оценивают возраст Вселенной двумя способами: 1) ища самую старую
звезды; и 2) путем измерения скорости расширения
Вселенная и экстраполяция назад к Большому Взрыву; точно так же, как детективы могут проследить
происхождение пули из отверстия в стене.
Старее самых старых звезд?
Астрономы могут установить нижний предел возраста Вселенной, изучая шаровидные
кластеры. Шаровые скопления представляют собой плотное скопление примерно из миллиона звезд.
Звездный
плотности вблизи центра шарового скопления огромны. Если бы мы жили недалеко от
центр одного, было бы несколько сотен тысяч звезд ближе к нам, чем Проксима
Центавра, ближайшая к Солнцу звезда.
Текстовая ссылка на
Пресс-релиз HST с описанием этого изображения
Жизненный цикл звезды зависит от ее массы. Высокая
Массовые звезды намного ярче, чем маломассивные звезды, поэтому они быстро прогорают.
поставка водородного топлива. У такой звезды, как Солнце, в ядре достаточно топлива, чтобы сгореть
текущая яркость в течение примерно 9 миллиардов лет. Звезда вдвое массивнее
Солнце сожжет все запасы топлива всего за 800 миллионов лет. Звезда массой 10 солнечных,
звезда, которая в 10 раз массивнее Солнца, горит почти в тысячу раз ярче
и имеет запас топлива только на 20 миллионов лет. И наоборот, звезда вдвое меньше массивной
Солнце горит достаточно медленно, чтобы его топлива хватило более чем на 20 миллиардов лет.
Все звезды шарового скопления образовались примерно в одно и то же время, поэтому они могут
служат космическими часами.
Если шаровому скоплению более 20 миллионов лет, то все
его горящие водородом звезды будут менее массивны, чем 10 масс Солнца. Это означает, что
ни одна отдельная звезда, горящая водородом, не будет более чем в 1000 раз ярче Солнца. Если
шаровому скоплению более 2 миллиардов лет, то не будет
Звезда, горящая водородом, массивнее 2 масс Солнца.
Самые старые шаровые скопления содержат только звезды с массой менее 0,7 массы Солнца.
Эти маломассивные звезды намного тусклее Солнца. Это наблюдение говорит о том, что
старейшим шаровым скоплениям от 11 до 18 миллиардов лет. Неуверенность в этом
оценка связана с трудностью определения точного расстояния до шарового скопления
(отсюда неопределенность яркости (и массы) звезд скопления). Другая
Источник неопределенности в этой оценке заключается в нашем незнании некоторых более мелких деталей.
звездной эволюции. Предположительно, сама Вселенная по крайней мере так же стара, как самая старая
шаровые скопления, которые находятся в нем.
Экстраполяция назад к Большому Взрыву
Альтернативный подход к оценке возраста Вселенной заключается в измерении
Постоянная Хаббла.
Постоянная Хаббла является мерой текущей скорости расширения Вселенной. Космологи используют это
измерения, чтобы экстраполировать обратно к Большому Взрыву. Этот
экстраполяция зависит от истории скорости расширения, которая, в свою очередь, зависит от
плотности тока Вселенной и от состава
Вселенная.
Если Вселенная плоская и состоит в основном из материи,
тогда возраст вселенной
2/(3 H o )
где H o — значение постоянной Хаббла.
Если во Вселенной очень низкая плотность материи, то ее экстраполированный возраст равен
больше:
1/H o
Если Вселенная содержит форму материи, подобную космологической постоянной, то предполагаемый возраст может быть даже
больше.
Многие астрономы усердно работают над измерением постоянной Хаббла, используя различные
разные техники. До недавнего времени наилучшие оценки варьировались от 65 км/с/мегапарсек до
до 80 км/сек/мегапарсек, при этом наилучшее значение составляет около 72 км/сек/мегапарсек.
В большем
привычные единицы, астрономы считают, что 1/H или находится между 12 и 14 миллиардами
годы.
Возрастной кризис?
Если мы сравним два определения возраста, налицо потенциальный кризис. Если вселенная
плоская, и в ней преобладает обычная или темная материя, предполагаемый возраст Вселенной
от постоянной Хаббла будет около 9 миллиардов лет. Возраст Вселенной будет
короче возраста самых старых звезд. Это противоречие означает, что либо 1) наше
измерение постоянной Хаббла неверно, 2) теория Большого взрыва неверна или 3)
что нам нужна форма материи, подобная космологической постоянной, которая предполагает более древний возраст для
учитывая наблюдаемую скорость расширения.
Некоторые астрономы считают, что этот кризис пройдет, как только измерения улучшатся. Если
правы астрономы, измерившие меньшие значения постоянной Хаббла,
и если меньшие оценки возраста шаровых скоплений также верны, то все в порядке.
для теории Большого взрыва, даже без космологической постоянной.
WMAP может измерить возраст Вселенной
Измерения со спутника WMAP могут помочь определить возраст Вселенной. Детальная структура флуктуаций космического микроволнового фона зависит от
плотность тока Вселенной, состав
Вселенная и скорость ее расширения. По состоянию на 2013 год WMAP
определить эти параметры с точностью
лучше 1,5%. В свою очередь, зная состав с такой точностью, мы можем оценить возраст Вселенной примерно с точностью до 0,4 %: 13,77 ± 0,059миллиард лет!
Как данные WMAP позволяют нам определить возраст Вселенной в 13,77 миллиарда лет с погрешностью всего 0,4%? Ключом к этому является то, что, зная состав материи и плотность энергии во Вселенной, мы можем использовать общую теорию относительности Эйнштейна, чтобы вычислить, насколько быстро Вселенная расширялась в прошлом. Обладая этой информацией, мы можем повернуть время вспять и определить, когда, по словам Эйнштейна, Вселенная имела «нулевой» размер. Время между тем и сейчас – это возраст Вселенной.
Следует иметь в виду одно предостережение, которое влияет на достоверность определения возраста: мы предполагаем, что Вселенная плоская, что хорошо подтверждается WMAP и другими данными. Если мы ослабим это предположение в пределах допустимого диапазона, неопределенность немного увеличится. Инфляция естественным образом предсказывает почти плоскую Вселенную.
Возраст расширения, измеренный WMAP, больше, чем у самых старых шаровых скоплений, поэтому
Теория Большого Взрыва прошла важную проверку с использованием данных независимо от типа, собранных WMAP. Если
возраст расширения, измеренный WMAP, был меньше, чем у самых старых шаровых скоплений, тогда
либо в теории Большого взрыва, либо в
теория звездной эволюции. В любом случае, астрономы
пришлось бы переосмыслить многие из своих заветных идей. Но наша текущая оценка
возраст хорошо согласуется с тем, что мы знаем из других видов измерений.
Откуда мы знаем возраст Вселенной?
Анализируя свет, мы можем определить приблизительный возраст Вселенной.
(Изображение предоставлено Константином Джонни через Getty Images)
В космическом вакууме разбросаны звезды, галактики, звездные остатки и другие объекты, которым миллиарды и миллиарды лет. Сейчас считается, что возраст вселенной составляет около 13,8 миллиардов лет — почти непостижимо. Но откуда мы это знаем?
Мы можем определить возраст Вселенной (в некоторой степени), анализируя свет и другие типы излучения, приходящие из глубокого космоса, но ученые не всегда соглашались с возрастом Вселенной, и они продолжают уточнять ответ по мере того, как телескопы выравнивают вверх.
В 1920-х годах астроном Эдвин Хаббл придумал способ выяснить взаимосвязь между расстоянием до объекта, основанным на том, сколько времени требуется его свету, чтобы достичь Земли , и как быстро он удаляется от нас, на основе от того, сколько света из отдаленных мест сместилось в красную сторону или сместилось к низкоэнергетическому (или более красному) концу электромагнитного спектра .
Этот показатель, теперь известный как постоянная Хаббла , описывает расширение Вселенной в различных местах. Согласно NASA , постоянная Хаббла выше для объектов, которые находятся дальше, и наоборот, что позволяет предположить, что расширение Вселенной ускоряется. Одним из следствий этого открытия является то, что предполагаемый возраст Вселенной труднее доказать.
В настоящее время считается, что Вселенной около 13,8 миллиарда лет. Это определили разные группы ученых, которые объявили о своих выводах в 2020 году после переоценки данных космического корабля «Планк» Европейского космического агентства и анализа данных космологического телескопа Атакама (ACT) в Чили. Это примерно на 100 миллионов лет старше предыдущей оценки, которая была определена на основе данных, полученных с космического корабля «Планк» в 2013 году.0060 Большой взрыв . Объединив эти данные с существующими моделями того, как быстро появлялись различные типы материи и небесных объектов после того, как все началось, ученые смогли оценить, как далеко назад произошло это взрывное рождение Вселенной.
Похожие: Какая самая старая звезда во Вселенной? А младший?
Иллюстрация, показывающая расширение Вселенной после Большого Взрыва. (Изображение предоставлено Марком Гарликом/Science Photo Library через Getty Images)
Ученые считают, что свет реликтового излучения появился через 400 000 лет после Большого взрыва. Вселенная начиналась как раскаленная плазма, в которой световые пучки, или фотоны, были присоединены к электронам. В конце концов он достаточно остыл, чтобы фотоны отделились от электронов, покинули плазму и рассеялись по космосу, сформировав то, что сейчас известно как реликтовое излучение. Таким образом, измеряя, насколько далеко находится такой рассеянный свет, ученые получают оценку того, сколько лет Вселенной.
«Чем больше расстояние, которое мы измеряем, до самого последнего времени рассеяния фотонов, тем старше возраст Вселенной, поскольку реликтовое излучение должно было пройти большее расстояние, чтобы добраться до нас», — сказал Стив Чой , научный сотрудник Национального научного фонда по астрономии и астрофизике в Корнельском университете.
«Это заняло бы больше времени, а значит, более старший возраст».
Для более новой оценки в 13,8 миллиарда лет, объявленной в 2020 году, Симона Айола (открывается в новой вкладке), научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке, возглавляла группу ученых. которые повторно исследовали космический микроволновый фон с помощью ACT, согласно их исследованию, опубликованному в Журнал космологии и физики астрочастиц (открывается в новой вкладке).
«Хотя эти карты охватывают меньшую область, чем карты, выпущенные командой Planck, их улучшенное разрешение позволяет проводить более точные измерения», — сказал Айола Live Science. «Наши наблюдения обеспечивают независимое измерение неба CMB, которое можно сравнить с измерением, сделанным командой Планка».
Связанные загадки
Айола и его коллеги совершили прорыв, получив возможность наблюдать реликтовое излучение в меньшем масштабе, чем когда-либо, поэтому они смогли увидеть гораздо больше деталей и нарушений, которые рассказали о том, что произошло в ранней Вселенной и как далеко назад произошли эти явления.