Ny forskning af ældste lys bekræfter universets alder

Hvor gammelt er universet? Astrofysikere har diskuteret dette spørgsmål i årtier. I de seneste år, nye videnskabelige målinger har antydet, at universet kan være hundreder af millioner af år yngre end dets tidligere anslåede alder på cirka 13,8 milliarder år. Nu ny forskning offentliggjort i en række artikler af et internationalt hold af astrofysikere, herunder Neelima Sehgal, Ph.D., fra Stony Brook University, antyder, at universet er omkring 13,8 milliarder år gammelt. Ved at bruge observationer fra Atacama Cosmology Telescope (ACT) i Chile, deres resultater matcher målingerne af Planck-satellitdataene for det samme gamle lys.

ACT-forskerholdet er et internationalt samarbejde mellem forskere fra 41 institutioner i syv lande. Stony Brook-holdet fra Institut for Fysik og Astronomi i College of Arts and Sciences, ledet af professor Sehgal, spiller en væsentlig rolle i at analysere den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB) - efterglødende lys fra Big Bang.

"I Stony Brook-ledet arbejde genopretter vi 'babyfoto' af universet til dets oprindelige tilstand, eliminerer slitagen af ​​tid og rum, der forvrængede billedet, " forklarer professor Sehgal, en medforfatter på papirerne. "Kun ved at se dette skarpere babyfoto eller billede af universet, kan vi bedre forstå, hvordan vores univers blev født."

At opnå det bedste billede af spædbarnets univers, forklarer professor Sehgal, hjælper videnskabsmænd med bedre at forstå universets oprindelse, hvordan vi kom til hvor vi er på jorden, galakserne, hvor vi skal hen, hvordan universet kan ende, og hvornår den slutning kan indtræffe.

ACT-holdet estimerer universets alder ved at måle dets ældste lys. Andre videnskabelige grupper tager målinger af galakser for at lave universets aldersestimater.

Det nye ACT-estimat på universets alder matcher det, der leveres af standardmodellen af ​​universet og målinger af det samme lys foretaget af Planck-satellitten. Dette tilføjer et nyt twist til en igangværende debat i astrofysiksamfundet, siger Simone Aiola, første forfatter til en af ​​de nye artikler om resultaterne.

"Nu er vi kommet med et svar, hvor Planck og ACT er enige, " siger Aiola, en forsker ved Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics i New York City. "Det taler for, at disse vanskelige målinger er pålidelige."

I 2019, et forskerhold, der måler galaksernes bevægelser, beregnede, at universet er hundreder af millioner af år yngre, end Planck-holdet forudsagde. Denne uoverensstemmelse antydede, at en ny model for universet kunne være nødvendig og udløste bekymringer om, at et af målesættene kunne være forkert.

Universets alder afslører også, hvor hurtigt kosmos udvider sig, et tal kvantificeret af Hubble-konstanten. ACT-målingerne antyder en Hubble-konstant på 67,6 kilometer pr. sekund pr. megaparsek. Det betyder, at et objekt 1 megaparsec (omkring 3,26 millioner lysår) fra Jorden bevæger sig væk fra os med 67,6 kilometer i sekundet på grund af universets udvidelse. Dette resultat stemmer næsten nøjagtigt overens med det tidligere estimat på 67,4 kilometer i sekundet pr. megaparsec af Planck-satellitholdet, men det er langsommere end de 74 kilometer i sekundet pr. megaparsec, der udledes af galaksernes målinger.

"Jeg havde ikke en særlig præference for nogen specifik værdi - det ville blive interessant på den ene eller den anden måde, " siger Steve Choi fra Cornell University, første forfatter til et andet papir. "Vi finder en ekspansionshastighed, der er lige på estimat fra Planck-satellitholdet. Dette giver os mere tillid til målinger af universets ældste lys."

Mens ACT fortsætter med at foretage observationer, astronomer vil have et endnu klarere billede af CMB og en mere præcis idé om, hvor længe siden kosmos begyndte. ACT-teamet vil også gennemsøge disse observationer for tegn på fysik, der ikke passer til den standard kosmologiske model. En sådan mærkelig fysik kunne løse uenigheden mellem forudsigelserne om universets alder og ekspansionshastighed, der stammer fra målingerne af CMB og galaksernes bevægelser.