Po beveik dviejų dešimtmečių darbo paskelbti galutiniai Atakamos kosmologijos teleskopas (ACT) duomenys pateikė stulbinančią išvadą – vienas svarbiausių šiuolaikinės kosmologijos skaičių neatitinka realybės taip, kaip turėtų. Ir problema nėra smulki ar techninė. Ji verčia iš naujo kelti klausimą, ar mūsų dabartinis Visatos modelis apskritai yra teisingas.
Beveik 20 metų stebėjimų – ir nerimą kelianti išvada
Nuo 2007 m. spalio iki 2022 m. vidurio ACT teleskopas, įrengtas Čilės Atakamos dykumoje, tyrinėjo mikrobangų ir milimetrinę Visatos spinduliuotę. Per šį laiką jis užfiksavo neįprastus galaktikų spiečius, subtilias struktūras ir daugybę duomenų, susijusių su ankstyviausiais Visatos etapais. Tačiau pagrindinis teleskopo tikslas visada buvo vienas – kosminis mikrobangų fonas (KMF).
KMF yra seniausia mums pasiekiama šviesa – Didžiojo sprogimo aidas, atsiradęs maždaug prieš 13,8 mlrd. metų, kai Visatai buvo vos apie 380 tūkst. metų. Ši spinduliuotė laikoma kertiniu akmeniu mūsų kosmologiniame supratime, todėl bet kokie neatitikimai joje turi labai rimtų pasekmių.
Hablo konstanta – skaičius, kuris nebesutampa
Visa problema sukasi apie vadinamąją Hablo konstantą – dydį, nusakantį, kaip greitai šiandien plečiasi Visata. Tai vienas fundamentaliausių kosmologijos parametrų, ir teoriškai jis turėtų būti tas pats, nepriklausomai nuo to, kaip mes jį matuojame.
Tačiau realybė kitokia. Yra du pagrindiniai matavimo keliai. Pirmasis – stebėti palyginti netolimas galaktikas, matuoti jų atstumus ir tolimo greitį. Antrasis – išvesti Hablo konstantą iš kosminio mikrobangų fono, t. y. iš labai ankstyvos Visatos būklės.
Šie du metodai duoda skirtingas reikšmes, kurios tarpusavyje nesusikerta net atsižvelgiant į paklaidas. Šis neatitikimas jau kelerius metus vadinamas Hablo įtampa – ir jis tapo viena didžiausių šiuolaikinės kosmologijos mįslių.
ACT patvirtino tai, ko daugelis tikėjosi nepatvirtinti
Iki šiol pagrindinis ankstyvosios Visatos etalonas buvo Planck palydovo duomenys. Dabar ACT galutiniai rezultatai ne tik sutapo su „Planck“ išvadomis, bet ir jas sustiprino.
ACT duomenys parodė, kad Hablo konstanta, apskaičiuota iš KMF, sutampa su „Planck“ rezultatais ne tik pagal temperatūros svyravimus, bet ir pagal šviesos poliarizaciją. Tai ypač svarbu, nes poliarizacija suteikia papildomos, nepriklausomos informacijos apie ankstyvąją Visatą.
Kaip pažymėjo Kolumbijos universiteto kosmologas Colinas Hillas, tai reiškia, kad neatitikimas tarp skirtingų Hablo konstantos matavimo metodų dabar tapo dar ryškesnis ir sunkiau ignoruojamas.
Kodėl tai tokia rimta problema
Idealiu atveju visi patikimi metodai turėtų pateikti labai panašų Visatos plėtimosi greitį. Jei to nėra, galimos tik dvi išvados: arba kažkur darome sisteminę klaidą, arba mūsų teorinis Visatos modelis yra neišsamus.
Pastaraisiais metais astronomai bandė gelbėtis siūlydami vadinamuosius išplėstinius kosmologinius modelius – teorines alternatyvas standartiniam Visatos aprašymui. Tokiuose modeliuose įvedamos papildomos dalelės, naujos sąveikos ar neįprastos tamsiosios energijos savybės.
Tačiau ACT duomenys čia sudavė dar vieną smūgį. Analizė parodė, kad apie 30 dažniausiai siūlytų išplėstinių modelių paprasčiausiai neatitinka stebėjimų. Kitaip tariant, dauguma „gelbėjimo variantų“ buvo atmesti vienu ypu.
Poliarizacija – raktas į ankstyvąją Visatą
Vienas iš didžiausių ACT pranašumų buvo itin detalūs kosminio mikrobangų fono poliarizacijos žemėlapiai. Poliarizacija – tai šviesos savybė, rodanti, kuria kryptimi svyruoja elektromagnetinis laukas. Ankstyvosios Visatos sąlygos paliko subtilų, bet išmatuojamą poliarizacijos pėdsaką.
ACT teleskopas, turintis šešių metrų skersmens veidrodį, surinko daug jautresnius duomenis nei „Planck“, kurio veidrodis buvo tik 1,5 metro. Didesnis veidrodis reiškia didesnį šviesos surinkimą ir geresnę raišką, o tai leidžia tiksliau tikrinti kosmologinius modelius.
Būtent šie poliarizacijos duomenys ir „uždarė duris“ daugeliui teorinių bandymų paaiškinti Hablo įtampą paprastais pataisymais.
Ką tai reiškia mūsų supratimui apie Visatą
Svarbu pabrėžti: tai nereiškia, kad ankstesni duomenys buvo klaidingi. Priešingai – ACT ir „Planck“ rezultatai vienas kitą papildo ir sustiprina. Problema slypi ne matavimuose, o tame, kaip mes juos interpretuojame.
Kosmologai dabar atsidūrė nepatogioje, bet kartu ir labai įdomioje situacijoje. Jei Hablo įtampa nėra klaida, tai gali reikšti, kad:
– mūsų supratimas apie tamsiąją energiją yra neteisingas,
– ankstyvojoje Visatoje vyko procesai, kurių dar neįtraukėme į modelius,
– arba egzistuoja nauja fizika, kurios dar neatradome.
Pabaiga vienam etapui – pradžia kitam
ACT teleskopo misija baigėsi, tačiau jo palikimas tik prasideda. Galutiniai duomenys ne uždarė klausimus, o, priešingai, juos dar labiau paaštrino. Jie parodė, kad mūsų kosmologinis paveikslas, nors ir įspūdingai tikslus daugelyje sričių, gali turėti fundamentalių spragų.
Jei mokslas kažko moko, tai vieno dalyko: kai Visata atkakliai nesutinka su mūsų skaičiavimais, dažniausiai klystame ne ji, o mes. Ir būtent tokios akimirkos – kai tampa aišku, kad „kažkas labai negerai“ – istorijoje ne kartą atvedė prie didžiausių mokslo proveržių.
Šaltiniai:
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2025/11/061
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2025/11/063
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2025/11/062
- https://www.iflscience.com/there-is-something-very-wrong-with-our-understanding-of-the-universe-telescope-final-data-confirms-81667
O jus nenoretumet Paaiskinti kodel Jusu aprasymai apima pestyji ir vaziavima autobusu, tuo paciu metu?pasirinkit kurio stebejimo pozicijoje Jus. Visatos didysis Sprogimas 13 milijardu Sviestmeciu – tai cia jus meginat pasakyti kad 13 milijardu jis Spinduliuoja ar kad mes per tiek laiko nepajudejom is vietos? O Kas butent ten Spinduliavo pries 13 milijardu metu jei visatos nebuvo, kad per tiek laiko tas Niekas daejo iki musu?