’s oldest light

新工作与较旧的研究相一致,表明宇宙中最古老的光–来自最遥远的星系–在137.7亿年前开始了我们的旅程。

椭圆形,带有橙色和蓝色斑点图案。

查看大图。 | 2013年, 普朗克太空望远镜 发布了迄今为止最详细的地图 宇宙微波背景,来自 大爆炸。这是该任务拍摄的第一张全宇宙最古老的光全画,当时它只有380,000年的历史印在天空上。现在,一项新的独立研究与普朗克一致’s results. That’对于试图限制宇宙的天文学家来说是个好消息’的年龄和扩张速度。图片通过 欧空局.

我们的宇宙几岁了?那’s one of humanity’最古老,最基本的问题。现在,天文学家使用阿塔卡马宇宙望远镜(法案)位于智利北部安第斯山脉的高处,已宣布对 宇宙背景辐射,我们的宇宙’最早的光,于1965年发现,有时也称为 回声 大爆炸的新的测量结果表明,宇宙已有137.7亿年的历史,赋予或吸收了4000万年。这一新结果与欧洲航天局的结果非常吻合。 普朗克 卫星,它测量了2009年至2013年的宇宙背景辐射。’s called the 标准型号 1970年代发展起来的粒子物理学专业,从那以后的几年中不断完善。标准模型封装了科学家’当前对如何的最佳了解 基本粒子基本力量 自然界彼此关联。

新的 同行评审 结果是 已发表 在里面 宇宙科学与天体物理学杂志 2020年12月30日。

独立研究之间的协议使科学家相信他们的工作是正确的。不达成协议则相反:它使科学家认为他们的想法需要更多的工作。 2019年的一项研究表明,宇宙年龄可能比普朗克年轻几亿年’的数据已表明。另一方面,阿塔卡马宇宙望远镜的新结果与普朗克一致’s results. 西蒙娜·艾奥拉 熨斗研究所的计算天体物理学中心–新研究的合著者– 已评论:

现在,我们提出了普朗克和ACT达成一致的答案。这些事实证明这些困难的测量是可靠的。

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许多微小的橙色和蓝色斑点以半重复的方式散开一个正方形。

像普朗克卫星一样,智利的阿塔卡马宇宙望远镜(ACT)也研究了宇宙微波背景。这里’是新ACT图像的一部分,覆盖了满月宽度的50倍的天空部分。该图像代表了一个200亿光年的空间区域。图片通过ACT协作/ 文理学院.

新的测量值’只是告诉我们宇宙的年龄。他们还提出了宇宙扩展的速度。 

宇宙膨胀的速度由什么来描述’s called the 哈勃常数。写作 在他的博客上 2021年1月6日,天体物理学家 布赖恩·科伯林 以这种方式在宇宙微波背景的背景下描述了哈勃常数:

在早期的宇宙中,大爆炸的热稠海中密度和温度的波动很小。随着宇宙的扩大,波动也扩大了。因此,我们今天在宇宙微波背景下看到的波动幅度告诉我们宇宙已经增长了多少。平均而言,波动幅度约为10亿光年,这使我们获得了速率值(哈勃参数),介于每秒67.2至68.1公里之间 兆帕秒.

法案的新数据给出了每兆秒每秒67.6公里的哈勃常数。普朗克的研究人员先前估计每秒每秒67.4公里。 崔志伟 康奈尔大学的第一篇新论文说:

我对任何特定的值没有特别的偏好;一种或另一种方式会很有趣。我们发现,普朗克卫星团队的估算结果恰到好处。这使我们对测量宇宙最古老的光更有信心。

蓝色男式衬衫的年轻人有模糊的背景。

康奈尔大学的史蒂夫·崔(Steve Choi),这项新研究的主要作者。图片通过 康奈尔大学.

It’值得注意的是,–尽管根据普朗克和ACT的数据得出的哈勃常数的值非常一致–两者均与通过遥远的恒星得出的哈勃常数的值不一致,并且 超新星 (爆炸的星星)。布赖恩·科伯林 解释:

…您可以使用变星和遥远的超新星来创建一个宇宙距离梯子,该梯子可以告诉您膨胀率。问题是,此替代方法为Hubble参数提供了较大的值。如果超新星方法是正确的,那么宇宙比[支持宇宙背景辐射的工作]似乎支持的更年轻,并且膨胀得更快。有一段时间,人们希望新的观测结果和测量宇宙膨胀的新方法能够解决这一问题。…

但是,Koberlein说,ACT的这项新研究打破了那些希望。

根据 迈克尔·尼马克(Michael Niemack),该新论文的合著者:

哈勃常数的这些远距离测量与局部测量之间日益增长的张力表明,我们可能正处于宇宙学的一个新发现的边缘,该发现可能会改变我们对宇宙工作原理的理解。它还强调了使用阿塔卡马宇宙望远镜和未来对改进我们对宇宙微波背景的测量的重要性。 西蒙斯天文台CCAT素数 我们正在构建的项目。

与许多小斑点和标签的钟形的网格图形在黑色背景上。

宇宙很古老,但是有多古老?当前的答案似乎是137.7亿年,给定或需要4000万年。图片来自NASA / WMAP科学团队/ 维基百科.

计算宇宙’的年龄,科学家需要估算距宇宙微波背景有多远的光线(招商银行) – the “afterglow”大爆炸的历史以及何时的可衡量记录 光子 首先逃脱了“fog”早期宇宙的–已经到达地球。但这不是一件容易的事,所以天文学家使用 三角剖分 通过测量两个遥远物体之间的天空角度。将地球作为三角形的第三点,他们便可以估计两个物体与地球的距离。

法案能够非常精确地测量宇宙微波背景中的微小波动,这有助于完善估算。 苏珊·斯塔格斯(Suzanne Staggs) 普林斯顿大学的学生评论:

普朗克卫星测量了相同的光,但是通过高保真度测量偏振,阿塔卡马宇宙望远镜的新照片揭示了我们见过的更多最古老的图案。

许多小,多彩的亮点和椭圆形在黑色背景上。

从2015年哈勃太空望远镜拍摄的宇宙中最古老的已知星系的令人惊叹的视图。图片通过ESA / NASA / 史密森尼杂志.

底线:对宇宙中最古老的光的新观测表明,宇宙已存在137.7亿年,并有助于解决与其他先前估计的矛盾。

资料来源:阿塔卡马宇宙望远镜:在98和150 GHz下对宇宙微波背景功率谱的测量

康奈尔大学

通过文理学院

保罗·斯科特·安德森