عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
(رئيسي) CMB كما يراها ACT مع الاستقطاب الذي يمثله أسهم سوداء صغيرة. (أقحم) أداة ACT الموجودة في صحراء أتاكاما في تشيلي. | الائتمان: تعاون تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات
قد يكون هذا بمثابة ستائر لتلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات (ACT)، لكن البيانات النهائية من ملاحظاته التي استمرت لما يقرب من 20 عامًا قد وضعت خارطة طريق للتحقيق المستقبلي في الكون. تمثل البيانات، في الواقع، خطوة مهمة إلى الأمام في فهمنا لتطور الكون، مما يؤكد وجود تباين معقد في قياسات “ثابت هابل”، وهي السرعة التي يتوسع بها نسيج الفضاء ذاته.
باختصار، هنا التفاوت: عندما يتم قياسه من الكون المحلي باستخدام ما يعرف بـ “”المستعرات الأعظم من النوع 1أ“كعوامات مسافة موحدة، فإن ثابت هابل يساوي رقمًا واحدًا. ولكن عند قياسه من الكون البعيد باستخدام “الضوء الأحفوري” كعصا قياس، فإنه يساوي رقمًا مختلفًا. وقد أصبح هذا معروفًا باسم “توتر هابل”.
تمثل البيانات النهائية من ACT ملاحظات للكون البعيد جدًا، وهي تؤكد بالفعل أن توتر هابل هي مشكلة حقيقية جدا.
هذا قد صوت كما لو أنها خطوة إلى الوراء بالنسبة لعلم الكونيات بدلاً من كونها خطوة مهمة إلى الأمام، ولكن من خلال التأكيد على أن قيمة توتر هابل تختلف على مسافات مختلفة بعيدًا عن مجرة درب التبانة، فقد ساعد ACT في استبعاد العديد من “النماذج الموسعة” لتطور الكون. هذه نماذج بديلة لما يسمى “النموذج القياسي لعلم الكونيات”، المعروف أيضًا باسم نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة (LCDM). وهذا يعني أن ACT، الذي بدأ عملياته في عام 2007 وأنهى عمليات الرصد في عام 2022، يترك إرثًا مهمًا ورائعًا سيشكل بلا شك الكتب المدرسية لعلم الكون في المستقبل.
لقد مكن ACT من تحقيق هذا الاختراق من خلال إجراء قياسات دقيقة للخلفية الكونية الميكروية (CMB)، وهي أحفورة كونية على شكل ضوء ميكروويف يملأ الكون ويخلفه حدث وقع بعد الانفجار الكبير مباشرة. تكمل خرائط استقطاب CMB خرائط درجة حرارة هذا الضوء الأحفوري التي جمعتها مركبة بلانك الفضائية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بين عامي 2009 و2013. الفرق بين شكلي بيانات CMB هو أن خرائط استقطاب ACT تتمتع بدقة أعلى بكثير.
“عندما نقارنها، فإن الأمر يشبه إلى حد ما تنظيف النظارات،” إرمينيا كالابريس، عالمة الكونيات بجامعة كارديف وعضو تعاون ACT، قال في بيان.
كانت مهمة بلانك الأساسية هي قياس درجة حرارة الإشعاع CMB، حيث يهدف العلماء إلى استخدام هذه البيانات لفهم الاختلافات الصغيرة في الإشعاع CMB بشكل أفضل، والتي يمكن أن تشير إلى تكوين الكون المبكر. ومع ذلك، فقد ترك جمع البيانات هذا فجوات كبيرة، تم الآن سد العديد منها بواسطة ACT.
وقال تيبو لويس من جامعة باريس ساكلاي بفرنسا: “إنها المرة الأولى التي تصل فيها تجربة جديدة إلى نفس مستوى قدرة بلانك على المراقبة”.
الأمر المثير للإعجاب بشكل خاص في هذا العمل الفذ هو حقيقة أنه بينما استغل بلانك موقعه الفضائي للتحقيق في إشعاعات CMB، كان ACT يعتمد على الأرض، وإن كان على ارتفاع 16400 قدم (5000 متر) فوق مستوى سطح البحر في الغلاف الجوي الجاف لشمال تشيلي.
وقال كولين هيل، عالم الكونيات في جامعة كولومبيا، في البيان: “تُظهر نتائجنا الجديدة أن ثابت هابل المستنتج من بيانات ACT CMB يتوافق مع ثابت بلانك – ليس فقط من بيانات درجة الحرارة، ولكن أيضًا من الاستقطاب، مما يجعل تناقض هابل أكثر قوة”.
مع وجود هذه المعلومات في متناول اليد، يمكن لعلماء الكونيات إحراز تقدم من خلال قبول أن هناك شيئًا مفقودًا من نموذج LCDM مع التخلص في الوقت نفسه من النماذج الأخرى التي تشير إلى أن ثابت هابل هو نفسه عبر الكون. في الواقع، قام الباحثون بالفعل بوضع هذه البيانات في مواجهة بعض تلك النماذج الموسعة الرئيسية، وكانت النتيجة واضحة وحاسمة.
وقال كالابريس “قمنا بتقييمها بشكل مستقل تماما”. لم نكن نحاول إسقاطهم، بل فقط لدراستهم. والنتيجة واضحة: الملاحظات الجديدة، على مستويات جديدة وفي استقطاب، قد أزالت المجال تقريبًا لهذا النوع من الممارسة. إنه يقلص “الملعب” النظري قليلاً.”
أبحاث الفريق متاحة على موقع مستودع الورق arXiv، مع اثنين أوراق رفيقة نشرت أيضا ل موقع.