Опубликованы новые изображения ранней Вселенной в высоком разрешении

Новое исследование, проведенное в рамках сотрудничества Atacama Cosmology Telescope (ACT), предоставило самые четкие изображения ранних этапов развития Вселенной, которые когда-либо были получены человечеством. Эти изображения показывают Вселенную в возрасте около 380 000 лет, что эквивалентно «детским фотографиям» космоса. Свет, зафиксированный телескопом, путешествовал более 13 миллиардов лет, прежде чем достичь Земли. Это открытие позволяет ученым заглянуть в самое раннее космическое время, доступное для изучения.

Сюзанна Стэггс, директор ACT и профессор физики в Принстонском университете, подчеркнула, что новые данные позволяют не только увидеть свет и тьму ранней Вселенной, но и детально изучить поляризацию света. Это ключевое отличие ACT от предыдущих исследований, таких как данные космического телескопа Planck, полученные более десяти лет назад. ACT обладает в пять раз большим разрешением и повышенной чувствительностью, что позволяет напрямую наблюдать слабые поляризационные сигналы.

Поляризационные изображения показывают движение водорода и гелия в ранней Вселенной. Раньше ученые могли только определять местоположение этих элементов, теперь же они могут наблюдать за их движением. Это похоже на использование приливов для определения присутствия Луны: движение, зафиксированное через поляризацию света, указывает на силу гравитационного притяжения в разных частях космоса.

Реликтовое излучение, или космический микроволновый фон (CMB), представляет собой первую стадию в истории Вселенной, которую мы можем наблюдать. В первые сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена горячей плазмой, которая делала ее непрозрачной. Новые изображения ACT показывают тончайшие изменения плотности и скорости газов, заполнявших молодую Вселенную. Эти данные помогают ученым понять, как гравитация формировала звезды и галактики, притягивая более плотные области газа.

Эти изображения также позволяют ответить на фундаментальные вопросы о происхождении и эволюции Вселенной. Джо Данкли, профессор физики и астрофизики в Принстонском университете, отметил, что, оглядываясь назад во времени, ученые могут восстановить историю превращения Вселенной в сложную и разнообразную структуру, которую мы наблюдаем сегодня.

Эрминия Калабрезе, профессор астрофизики в Кардиффском университете, сообщила, что новые данные позволили более точно измерить размеры наблюдаемой Вселенной, которая простирается на 50 миллиардов световых лет во всех направлениях. Масса Вселенной эквивалентна 1900 «зетта-солнцам» (или почти 2 триллиона триллионов солнц), из которых только 100 приходится на обычную материю, 500 — на темную материю, а 1300 — на темную энергию, доминирующую в пустом пространстве.

Финансирование ACT началось в 2004 году при поддержке National Science Foundation. Лайман Пейдж, заслуженный профессор физики в Принстоне, и Дэвид Спергель, почетный профессор астрономии, сыграли ключевые роли в этом проекте. Спергель отметил, что стандартная модель космологии прошла самый строгий набор тестов и подтвердила свою состоятельность. Новые данные не выявили отклонений от существующих теорий, что свидетельствует о стабильности модели.

ACT завершил свои наблюдения в 2022 году, и теперь внимание ученых переключается на новую обсерваторию — Simons Observatory, которая продолжит исследования в Чили. Данные ACT уже доступны в архиве LAMBDA NASA, что позволяет ученым по всему миру продолжать анализ и открывать новые аспекты ранней Вселенной.

Это исследование стало важным шагом в понимании космической истории, от рождения Вселенной до формирования звезд и галактик. Оно также подчеркивает важность международного сотрудничества и поддержки научных проектов, таких как ACT, для расширения границ человеческого знания.