Самый старый свет во Вселенной — свет космического микроволнового фона (CMB). Он образовался, когда плотная материя в начале Вселенной, наконец, остыла настолько, что стала прозрачной, и путешествовал миллиарды лет, чтобы добраться до нас, остывая от ярко-оранжевого свечения до холодных невидимых микроволн. Естественно, что CMB — отличный источник для понимания истории расширения Космоса.
Изучение спектра CMB — один из способов измерить скорость космического расширения. В ранней Вселенной наблюдались небольшие колебания плотности и температуры после Большого взрыва, которые сказываются на спектре CMB. Эти колебания были подробно нанесены на карту спутником COBE в 1992 году и уточнены спутниками WMAP и Planck.
Фото: Уэйн Ху
Спектр мощности реликтового излучения.
Такие колебания температуры подобны ряби на космическом пруду. Наблюдая за этой рябью, мы можем определить, что происходило во Вселенной, когда она была очень молодой, а это, в свою очередь, говорит нам кое-что о Вселенной сегодня. В частности, они позволяют уточнить значение параметр Хаббла – среднюю скорость разбегания галактик, значение которого оказывается где-то между 67,2 и 68,1 км/сек/Мпк.
Согласно наиболее широко распространенным космологическим моделям, Вселенная началась с взрыва примерно 13,8 миллиарда лет назад, и это согласуется со значениями параметра Хаббла, получаемыми путем изучения спектре CMB.
Фото: Джон Уорд
Космологический телескоп Атакама.
Проблема в том, что это не единственный способ измерить параметр Хаббла, а методы с использованием излучения переменных звезд и далеких сверхновых дают существенно большие значения – и, соответственно, меньший возраст Вселенной, примерно на 2 миллиарда лет.
Между тем, знание максимально точного возраста Вселенной принципиально важно для получения адекватных представлений о ее настоящем состоянии и дальнейшей эволюции. Кроме того, это поможет понять, как выглядела ранняя Вселенная, поскольку этот период совпал с космическими «темными веками», о которых очень мало данных. Поэтому астрономы продолжают расширять возможности своих инструментов, чтобы увидеть, когда образовались самые ранние галактики.
И вот, благодаря новому исследованию международной группы астрономов, в конце 2020 года была идентифицирована самая старая и самая далекая галактика, наблюдаемая в нашей Вселенной на сегодняшний день — GN-z11.
Изучение спектра ее излучения позволило вычислить постоянную Хаббла третьим способом, получив значение между 66,4 и 69,4 км / сек / Мпк. Это дает возраст Вселенной 13,77 миллиарда лет, и, что очень важно, согласуется с данными, получаемыми путем измерения реликтового излучения.
Таким образом, имеются три способа измерения, два из которых дают сходный результат, а третий выбивается из общего ряда. Это позволяет предположить, что означает, что Вселенной действительно 13,77 миллиарда лет, но, вместе с тем, ставит вопрос о пересмотре ряда аспектов нашей космологической модели относительно законов гравитации и эволюции звезд.
Исследование, проведенное астрофизиками из Университета штата Огайо, Токийского университета, Университета Джона Хопкинса и Института астрофизики имени Макса Планка демонстрирует, что Вселенная нагревается: температура газа в космосе выросла в 10 раз за 10 миллиардов лет.
По материалам Science alert, Nature astronomy и Universe today
Читайте также:
Вселенная расширяется быстрее, чем должна: NASA
Вселенная может быть на два миллиарда лет моложе
