Исследователи подтвердили стандартную модель космологии на 1500° неба
Учёные из Калифорнийского университета и Чикагского университета использовали Южнополярный телескоп для исследования космического микроволнового фона. Результаты подтвердили стандартную космологическую модель и предложили новый метод расчёта постоянной Хаббла.
Учёные Калифорнийского университета в Дэвисе совместно с коллегами из коллаборации South Pole Telescope, возглавляемой Чикагским университетом, применили данные наблюдений космического микроволнового фона, полученные с Южнополярного телескопа, для анализа основы стандартной космологической модели. Результаты исследования, представленные на сайте arXiv, предоставляют обновлённые данные, подтверждающие её достоверность, а также предлагают инновационный метод расчёта постоянной Хаббла.
В исследовании основной акцент сделан на поляризованном свете космического микроволнового фона. Этот свет, возникший спустя 400 000 лет после Большого взрыва, продолжает своё движение по Вселенной. Учёные проанализировали поляризацию этих фотонов, что дало возможность исследовать ключевые аспекты ранней эволюции Вселенной и уточнить параметры, связанные с её расширением, включая постоянную Хаббла.
Чтобы добиться точности в своих выводах, учёные использовали данные наблюдений, добытые Южнополярным телескопом в течение 2019-2020 годов. Наблюдения охватывали 1500 квадратных градусов небесной сферы, и на их основе была создана обширная карта распределения массы во Вселенной. Данное исследование стало первым, которое использует исключительно данные о поляризации реликтового излучения, позволяя ему быть независимым от предыдущих исследований, основывающихся на измерении общей интенсивности света.
Для углублённого анализа учёные задействовали вычислительные мощности Национального научно-вычислительного центра энергетических исследований в Беркли. Применяя суперкомпьютеры, они моделировали, каким образом должна выглядеть карта поляризации в идеальных условиях, исключая искажения, вызванные гравитационным линзированием. Это позволило точнее определить структуру массы, вызывающую искажения, и оценить влияние гравитации на траекторию света.
Гравитационное линзирование изменяет путь света, направляющегося к Земле, создавая разнообразные изображения из разных областей Вселенной. Эти искажения использовались для построения карты распределения массы, что способствует изучению структуры и динамических процессов в ранней Вселенной. Компьютерное моделирование выявило закономерности, подтверждённые наблюдениями, тем самым увеличив точность полученных данных.
Результаты данного исследования укрепляют уверенность в стандартной космологической модели и предоставляют свежий взгляд на проблему "напряжения Хаббла", связанную с различиями в измерениях постоянной Хаббла различными методами. Новый подход, основанный на анализе данных поляризации, может стать значительным инструментом для развития космологии и более глубокого понимания эволюции Вселенной.