Самый древний свет во Вселенной начал своё путешествие почти сразу после Большого взрыва. Он известен как космическое микроволновое фоновое излучение и полностью невидим глазу, но при помощи сверхчувствительных приборов его можно зафиксировать и узнать из него, как зарождалась и развивалась Вселенная.
Учёные опубликовали рекордно точные данные о микроволновом фоне, собранные за два года наблюдений с модернизированной камерой Южнополярного телескопа. Он расположен на антарктической станции Амундсен-Скотт и финансируется Национальным научным фондом США и Министерством энергетики. Устройство было специально создано для наблюдения за этим слабейшим излучением, которое пронизывает всё космическое пространство.
Результаты, опубликованные 25 июня, оказались поразительными. Детализация новых измерений превзошла все предыдущие, включая данные с космических аппаратов. В сочетании с другими наземными наблюдениями это стало важной вехой для уточнения наших представлений о строении и эволюции Вселенной.
По словам Тома Кроуфорда, заместителя директора проекта и профессора Чикагского университета, начинается новый этап в изучении микроволнового фона, где ведущая роль переходит к наземным телескопам . Эти данные позволяют проверять основную модель устройства космоса и могут существенно прояснить ключевые вопросы, такие как природа тёмной энергии и скорость расширения Вселенной.
Микроволновое фоновое излучение – это остаточный свет от Большого взрыва, которому уже более 13 миллиардов лет. Его мощность крайне мала, а колебания в нём ещё слабее, поэтому для наблюдений нужны исключительно сухие и прозрачные условия. Всё это можно найти только в Антарктиде.
Южнополярный телескоп работает с 2007 года. За это время на нём сменилось несколько камер, но последняя, под названием SPT-3G, обладает в десятки раз большей чувствительностью. Новые данные были собраны в 2019 и 2020 годах и охватывают примерно одну двадцать пятую часть неба. Эта карта стала самой детализированной в своём классе.
Исследование возглавили Этьен Камфюис из Парижского института астрофизики и Вэй Цюань из Аргоннской национальной лаборатории. Учёные отмечают, что новые данные с высокой точностью подтверждают уже известные аномалии, включая так называемое “напряжение Хаббла” – расхождение в оценках скорости расширения Вселенной. Это ставит под сомнение полноту действующей космологической модели, известной как Lambda-CDM.
Кроме того, возникло ещё одно несоответствие между данными по микроволновому фону и результатами масштабных обзоров галактик, в том числе проекта DESI. Всё это требует новых объяснений и может привести к пересмотру существующих теорий.
По мере обработки оставшихся данных телескоп будет становиться всё более мощным инструментом для проверки гипотез. Если расхождения с моделью действительно отражают новую физику, то следующие наблюдения сделают их ещё более явными.
До недавнего времени эталоном считались данные с европейского спутника Planck, полученные более десяти лет назад. Теперь наземные телескопы, такие как Южнополярный и Атакамский, догнали его по точности и даже превзошли в деталях.
Несмотря на преимущества космических телескопов, наземные установки проще в эксплуатации и модернизации. В случае поломки в Антарктиде к прибору можно просто подойти, тогда как в космосе такой возможности нет. По словам Брэда Бенсона, технического директора проекта, прогресс в области сенсоров и инженерных решений позволяет теперь добиваться невероятной точности и с Земли.
Учёные подчёркивают, что мы только в начале пути. Новые данные с Южного полюса помогут не просто уточнить старые догадки, но, возможно, и увидеть то, что раньше было скрыто. Подобные исследования Вселенной открывают новые возможности для понимания фундаментальных законов природы, а современные технологии хранения данных позволяют сохранять и обрабатывать терабайты научной информации с невиданной ранее точностью.