أفضل خريطة على الإطلاق للكون المبكر هي سيف ذو حدين لعلماء الكونيات

إن أحدث وأفضل خريطة على الإطلاق للكون المبكر أكثر تفصيلًا خمس مرات من أي شيء كان لدينا من قبل ، ولكن في حين أنها تدعم بالضبط النموذج الرئيسي للكون ، فهي أيضًا سيف ذو حدين لأن البيانات الجديدة لا تقدم أيضًا أدلة لحل بعض أكبر أسرار علم الكونيات.

تُظهر الخريطة خلفية الميكروويف الكونية (CMB) ، وهو إشعاع باهت باهت من المراحل المبكرة من الكون. بدأ الأمر كأقرب ضوء بعد 380،000 عام فقط من الانفجار الكبير ، لكن مليارات السنين من توسع الكون قد حولت تواترها من الطيف المرئي إلى الميكروويف.

الآن ، أعطتنا بيانات جديدة من تلسكوب علم الكونيات Atacama (ACT) صورة أوضح لـ CMB – وإن كان فقط من نصف السماء التي يمكن تصويرها من موقع المرصد في تشيلي.

يقول جو دونكلي من جامعة برينستون ، الذي عمل في المشروع ، إن البيانات قد تم تسميرها بدقة أفضل لمكونات الكون وحجمها وعمره ومعدل التوسع. لكن الاكتشاف الرئيسي حقًا هو أنه لا يوجد شيء يتناقض مع النموذج الرئيسي الحالي للكون ، والمعروف باسم Lambda-CDM.

وضعت البيانات السابقة عمر الكون في 13.8 مليار سنة ، والمعدل الذي تتوسع به – المعروف باسم ثابت هابل – في 67 إلى 68 كيلومتر في الثانية الواحدة لكل مسافة ميغابارسيك من الأرض. تؤكد بيانات ACT هذا بشكل أساسي ، ولكنها تزيد من الدقة والثقة في تلك النتائج.

https://www.youtube.com/watch؟v=ggtt9qhn7os

تم تعيين CMB لأول مرة من قبل مستكشف الخلفية الكونية في ناسا (COBE) في الثمانينيات والتسعينيات ، ثم من قبل ناسا ويلكينسون ميكروويف تباين المسبار (WMAP) في 2000s ثم بتفصيل أكبر من التفاصيل ، والتفصيل أكثر من CM ، والتفصيل ، والتفصيل ، والتفصيل ، والفصل بين CM ، الكون المبكر.

أحد قيود ACT هو أنه تلسكوب أرضي ، على عكس هذه المهام السابقة القائمة على الفضاء ، وهذا هو السبب في أنه يقتصر على نصف السماء فقط. على الرغم من ذلك ، لا يعطي ACT حلًا وحساسية أفضل فقط من هذه الخرائط السابقة ، ولكنه يقيس أيضًا استقطاب CMB ، أو الاتجاه الذي تتأرجح فيه موجات الضوء ، مما يكشف عن بعض المعلومات حول كيفية تطور ضوء CMB بمرور الوقت.

يقول Dunkley: “من خلال النظر إلى استقطاب CMB بتفصيل أفضل ، يمكن أن نرى شيئًا مختلفًا. كان يمكن أن نرى النموذج الكوني القياسي”. “لأنه كلما نظرت إلى الكون بطريقة مختلفة ، لا يمكنك التأكد من أن نموذجك الأصلي لا يزال يعمل. كنا على استعداد تمامًا لرؤية شيء يتجه من هذا النموذج ، وبعض الدقة. لكننا لم نفعل ذلك.”

قد يكون هذا مطمئنًا لأولئك الذين يعملون على Lambda-CDM ، لكنه لم يكن أخبارًا مرحب بها لجميع العلماء. يقول كولن هيل في جامعة كولومبيا في نيويورك إنه يأمل في رؤية بعض الأدلة في البيانات لظاهرة غير مؤهلة-ربما نوع جديد من الطاقة أو الجسيمات-والذي يمكن أن يساعد في شرح ما يسمى بتوتر هابل: التناقض بين معدل التوسع في الكون الذي قدمه النموذج المعياري Lambda-CDM والمادة التي نقيسها بشكل مباشر.

“لقد تم تفجيرنا جميعًا من خلال مدى اتساق [the ACT data] حقا مع النموذج القياسي. نحن جميعًا نحاول أن نضع النموذج وحثه من جوانب مختلفة ونبحث عن مكان سيصدع فيه ، وحيث ستمنحنا الطبيعة شيئًا لإغراق أسناننا. يقول هيل: “حتى الآن ، لم تسفر عن هذا الكراك”.

يقول إن النظريات الأكثر قابلية للتطبيق للتناقض مع التوتر المتأرجح تتطلب ظواهر لا تظهر ببساطة في بيانات ACT ، والتي تعد حاليًا أفضل ما لدينا. هذا سيجبر العلماء على العودة إلى لوحة الرسم للبحث عن تفسير آخر. يقول هيل: “ستضع القياسات الجديدة للمنظرين ، بمن فيهم أنا ، في straitjacket أكثر إحكاما”. “إنه يعمق الغموض.”

جمع ACT البيانات التي تشكل هذه الخريطة الجديدة بين عامي 2017 و 2022 ، ولكن تم الآن إغلاقها. يقول Dunkley إنه من غير المرجح أن نحصل على خريطة دقة أعلى لعدة سنوات ، على الرغم من أن تلسكوب جديد في تشيلي سيبدأ العمل في وقت لاحق من هذا العام. أما بالنسبة للنصف الآخر من السماء ، فمن المحتمل أن يكون موقعان فقط على الأرض قادرين على استضافة تلسكوبات جديدة من شأنها أن تسفر عن نتائج: غرينلاند والتبت. يقول Dunkley إنه للأسف ، ليس لدى غرينلاند البنية التحتية اللازمة لمثل هذا المشروع ، والتبت حساس سياسيًا.

يقول Jens Chluba من جامعة مانشستر ، المملكة المتحدة ، إنه على الرغم من أن العلماء في المشروع يعملون بالفعل مع البيانات ، فإن الإصدار المفتوح لخريطة ACT سوف يثير الآن مجموعة من النشاط.

يقول كلوبا: “يمكن لمجتمع علم الكونيات بأكمله وضع أيديهم على البيانات والقيام بكل أنواع التحليل المتقاطع مع مجموعات البيانات الخاصة بهم”. “إنه أمر مثير للغاية وأنا متأكد من أنه سيكون هناك انفجار من منشورات المتابعة بعد ذلك.”