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从宇宙中最古老的灯光的新视图中对Universe的年龄辩论的新鲜扭曲

时间:2022-04-28 14:25:02 来源:

Atacama宇宙学望远镜测量宇宙中最古老的光线,称为宇宙微波背景。使用这些测量,科学家可以计算宇宙的年龄。

Atacama宇宙学望远镜调查结果表明宇宙是138亿岁。

从智利阿塔卡马沙漠的高山,与国家科学基金会的阿塔卡马宇宙学望远镜的天文学家已经清新了宇宙中最古老的光芒。他们的新观察以及一些宇宙几何形状,表明宇宙是137.7亿岁,给予或占4000万年。

新的估计与宇宙标准模型提供的估计和由普朗克卫星制造的相同光线的测量值,从2009 - 2013年开始运行的空间的天文台。

这增加了在Astrophysics界的持续辩论中增加了新鲜的扭曲,Simone Aiola,这是一个关于调查结果的两个新论文之一的第一个作者,发布于7月15日至Arxiv.org。麻烦的是,测量星系的动作的研究团队已经计算出宇宙比预测的普朗克团队更年轻数亿年。这种差异建议可能需要一个新的宇宙模型,并引发了一个令人担忧的是,其中一组测量可能不正确。

“现在我们提出了一个斯普尔克和阿塔卡马宇宙学望远镜同意的答案,”纽约市的计算天体物理学中心的研究员Aiola说。“事实证明,这些困难的测量是可靠的。”

Atacama宇宙望远镜宇宙中最古老的光线照片的一部分。这部分覆盖了月球宽度的50倍的天空部分,代表了一个20亿光年的空间区域。灯光只在大爆炸后38万年发出,偏离差异(通过Redder或Bluer颜色代表)。天体物理学家使用这些变化之间的间距来计算宇宙年龄的新估计。

宇宙的年龄也揭示了宇宙扩展的快速,一个称为霍布尔常数的数字。Atacama测量表明,每兆欧每秒67.6公里的哈勃常数。这一结果几乎与Planck卫星团队以前的67.4估计完全一致,但它比从星系的测量推断出来的74越慢。

“使这个独立的测量非常令人兴奋,因为该领域有一个谜,这有助于我们对那种神秘的理解,”芝加哥大学的天文学和天体物理学副教授杰夫麦克马蒙说,他们领导了题术的设计以及用于进行此测量的其他新技术。“这证实了持续的差异。我们还有更多的数据来分析,所以这只是一个开始。“

assoc。杰夫麦克马尔教授

ATACAMA宇宙学望远镜和普莱克结果和标准宇宙模型之间的密切一致性是苦乐参半,AIOLA表示:“很高兴知道我们的模型现在是强大的,但是很高兴看到一丝新的东西。”他说,与2019年对星系的动作的分歧保持不良,他说,不知名的物理可能在戏剧上。

像普朗克卫星及其地球堂兄的南极望远镜,阿塔曲望远镜同行在大爆炸的余辉。这种灯,被称为宇宙微波背景,或CMB,在宇宙的出生后标记38万年,当质子和电子连接形成第一原子时。在那个时候,宇宙对光线表示不透明。

如果科学家们可以估计来自CMB旅行到达地球的光线有多远,他们可以计算宇宙的年龄。然而,这比做了更容易。判断来自地球的宇宙距离很难。因此,科学家们用地球和形成宇宙三角形的两个物体来测量天空中的天空中的角度。如果科学家也知道这些物体之间的物理分离,他们可以使用高中几何形状来估计物体从地球的距离。

CMB发光的微妙变化提供锚点,以形成三角形的其他两个顶点。温度和极化的那些变化是由将扩张宇宙扩张的早期宇宙中的量子波动引起不同密度的区域。(密度补丁将继续形成Galaxy集群。)科学家对宇宙的早期有足够的了解,知道CMB中的这些变化通常应每亿光年间隔出来,以进行极化的一半。(对于规模而言,我们的银河银河直径约为20万光年。)

Atacama宇宙学望远镜用前所未有的分辨率和天空覆盖测量了CMB波动,仔细看看光的极化。“普朗克卫星测量了相同的光线,而是通过测量较高保真度的极化,来自阿塔卡马的新图片揭示了我们见过的最古老的模式,”望远镜的主要调查员和亨利德沃尔夫·斯密教授说:苏珊·斯塔克斯说普林斯顿大学的物理学。

由于McMahon的团队设计和建造的新技术,这种测量是可能的。“基本上,我们将如何使探测器测量两种颜色并尽可能多地将每个相机包装在一起,”McMahon说。“然后我们开发了新镜头超出超材料。“(超材料是一种用于生产不存在的属性的材料。)

麦克马洪表示,从望远镜进行分析到分析,该过程截止了近10年。“与这个惊人的团队合作,一直从概念草图到生产结果,以在宇宙学的最前沿产生结果,这一直很棒。”


Wendy Freedman教授解释了一种测量宇宙扩展的新方法。

萨拉西蒙现在,在费米国家加速器实验室,对探测器设计作出了重大贡献; uchicago研究生Joey Golec开发了制造超石料光学的方法;和Uchicago研究生Maya Mallaby-Kay现在正在努力使数据集公开。

随着Atacama宇宙学望远镜继续观察,天文学家将更清楚地了解CMB的图片,并且更加确切地了解宇宙开始的时间。该团队还将为不符合标准宇宙模型的物理迹象进行擦除这些观察。这种奇怪的物理可以解决从CMB测量和星系的运动的宇宙的年龄和扩张率的预测之间的分歧。

“我们继续观察智利的一半天空与望远镜,”望远镜副主任和宾夕法尼亚大学天文学和天体物理学和天文人物教授。“随着两种技术的精度增加,解决冲突的压力只会增长。”

“我对任何特定价值没有特殊的偏好 - 它将是有趣的一种方式,”康奈尔大学的Steve Choi,另一本文发布到Arxiv.org的第一作者说。“我们发现普朗克卫星团队估计的扩展率。这让我们对宇宙最古老的光线的测量提供了更大的信心。“

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参考:

“阿塔卡马宇宙学望远镜:DR4地图和宇宙学参数“由Simone Aiola,等人。,2020年7月14日,天体物理学>宇宙学和非alactic Astrophysics .arxiv:
2007.07288

“阿塔卡马宇宙学望远镜:通过史蒂夫K.Choi,等人的98和150 GHz的宇宙微波背景功率谱测量。,2020年7月14日,天体物理学>宇宙学和非alactic Astrophysics .arxiv:
2007.07289

该法案是国际合作,来自七个国家的41个机构的科学家。望远镜由国家科学基金会和成员机构的捐款支持。


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