大自然最古老的光的新的视图增加新的转折辩论宇宙的年龄超过

2020年7月15日上午10时举行

从高高的山顶上在智利的阿塔卡马沙漠,与美国国家科学基金会的阿塔卡马宇宙望远镜(ACT)天文学家们已经采取了重新审视在宇宙中最古老的光。他们的新的观察加上有点宇宙的几何形状表明,宇宙是13.77十亿岁,给予或需要40万年前。

新计算出的估计精确匹配由宇宙和相同的光的测量值的“标准模式”所提供的一个 由普朗克卫星发.

Atacama Desert landscape with telescope in the foreground

阿塔卡马宇宙学望远镜测量在宇宙中,被称为宇宙微波背景最古老的光。使用这些测量,140人的科学小组已经计算出宇宙的年龄为13.77十亿年。该项目已通过自成立以来普林斯顿的研究,第一莱曼页,现在苏珊娜·斯塔格斯领导。此外,两个新的论文合着者的58现任或前任普林斯顿的研究。

“标准模型中,一个在后面 吉姆·皮布尔斯诺贝尔奖,通过自带出色,”说 莱曼页,普林斯顿大学的詹姆斯·秒。麦克唐纳杰出的大学教授 物理, 谁是该法案的主要研究者2004至2014年。

这增加了一个新的转折在天体物理学界长期争论的话题,说: 西蒙尼aiola在普林斯顿大学访问研究合作者(和前博士后研究员)谁是当今研究结果发布了两款新的一篇论文的第一作者。与报纸一起,研究人员也分享多年的行为数据和复杂的软件工具上 美国航空航天局的lambda存档.

争议:在2019年,一个研究小组测量星系的运动计算出宇宙是亿万年比预期普朗克队伍年轻化。这种差别表明,可能需要并引发担忧组测量的一个可能是不正确的宇宙的新模式。

“现在我们已经想出一个答案在普朗克和行为同意,说:” aiola,谁也处于烙铁研究所的中心在纽约市计算天体物理学研究员。 “它说的事实,这些困难的测量结果是可靠的。”

宇宙的年龄也揭示宇宙是如何快速扩张,由哈勃常数量化的数字。行为的测量表明的每百万秒差距秒67.6公里一个哈勃常数。该装置从地球对象1百万秒差距(大约326万光年)以每秒67.6公里远离我们由于宇宙的膨胀。这个结果一致几乎完全与67.4的先前估计 公里/秒每MPC 由普朗克卫星球队,但它比74慢 公里/秒每MPC 从星系的测量推断。

“我们不知道紧张是由于系统影响或新的东西,我们还没有想通了,说:”页面。 “宇宙学是和以往一样令人兴奋。”

“我没有任何具体的价值有特别的爱好 - 这将是有趣的这样或那样的,“ 说过 史蒂夫彩,2018年博士普林斯顿的校友和其他新论文的第一作者,附带主要来自他与网页的工作。 “我们发现的扩张速度,是适合于由普朗克卫星队的估计。这给了我们在宇宙中最古老的光的测量更多的信心。”

行为和普朗克结果与标准宇宙模型之间的密切协议是苦乐参半,aiola说。 “这是很好的知道,我们的模型,现在是稳健的,”他说,‘但它本来很高兴看到一些新的暗示。’不过,与星系的运动的2019研究的分歧维持的可能性,未知的物理学可能是在玩耍,他说。

Cosmic microwave background as colored dots

在宇宙中最古老的光的这种新的照片是由阿塔卡马宇宙学望远镜。此盖的天空幅50倍宽月亮,表示的空间中的区域20十亿光年。光,大爆炸只是380000年后射出,在偏振(在此由更红或更蓝的颜色表示)而变化。天体物理学家组成的国际研究小组利用这些变化之间的间距来计算宇宙的年龄了新的估计:13.77十亿年。

像普朗克卫星,在大爆炸的余辉行为同行。该光,被称为宇宙微波背景(CMB),马克宇宙的出生只是380000年之后的时间,当质子和电子结合以形成所述第一原子。在此之前,宇宙是不透光的。

如果科学家能估算多远光从中巴前往到达地球,就可以计算出宇宙的年龄。说起来容易做起来难,虽然。从地球上来看宇宙的距离是很难的。所以代替,科学家测量两个远处的物体,用土并形成一个巨大的三角形的两个对象之间的天空的角度。如果科学家们也知道这些物体之间的物理隔离,他们可以使用高中几何估计从地球上物体的距离。

在招行的光芒报价锚点微妙的变化,形成三角形的另外两个顶点。在温度和偏振那些变化导致从在早期宇宙量子波动的影响,得到了由膨胀宇宙放大成不同密度的区域。 (密度较大的补丁将继续形成星系团。)科学家们对宇宙的早年足够强的理解,要知道,在中巴这些变化通常应间隔开出每十亿光年的温度,一半的极化。 (对于规模,我们的银河系约是200000光年的直径)。

法测得的具有前所未有的分辨率CMB的波动,以在光的偏振细看。 “普朗克卫星测量相同的光,而是通过测量更高的保真度的偏振,从行为的新图片揭示了更多的,我们见过的最古老的模式,”说 苏珊娜·斯塔格斯,物理普林斯顿的亨利·德沃尔夫·史密斯教授,谁接任行为的主要研究者在2014年。

作为行为持续进行观测,天文学家将有中巴的更为清晰的画面和宇宙如何在很早以前就开始了更精确的想法。行为团队也将冲刷这些意见对物理学的迹象,不适合 标准宇宙模型。这种奇怪的物理学能够解决从中巴测量产生的宇宙的年龄和膨胀速度的预测和星系的运动之间的不一致。

“如果基于星系测量]是真实的,我们必须拿出在宇宙中的一些新的东西来解释它,然后那标志应在我们的数据显示,我们没有看到任何”之说 乔邓克利,物理学教授, 天体物理科学 在普林斯顿谁是aiola的导师。 “这并不意味着说他们不存在。但我们的新面貌的中巴已经出现了功能,普朗克是无法看到之前,而事实是,一切我们看到长相爆炸式的标准模型。”

“我们将继续观察来自智利半边天我们的望远镜,” 说过 马克·德夫林,ACT的副主任和里斯W上。天文学和天体物理学的花教授在宾夕法尼亚大学。 “作为两种技术提高精度,压力以解决冲突只会越来越大。”

“我们只有一个天球看,说:”斯塔格斯。 “我们真的想衡量该领域的每一个像素 - 下探的所有信息了 - 我们正在越来越接近,以这样做。”

 

行为团队是一个国际合作,在七个国家从41个机构的科学家。普林斯顿大学的科学家已经导致自成立以来的行动计划,并在两个新的论文140合着者,58是现在或曾经是普林斯顿大学的研究人员 - 包括38名妇女上项目20个。这项工作是由美国支持美国国家科学基金会(AST-0408698,AST-0965625和AST-1440226的行动计划,以及奖励PHY-0355328,PHY-0855887和PHY-1214379),普林斯顿大学,宾夕法尼亚大学,并为加拿大基础创新奖。此外,关键的计算中所执行 费曼和老虎 超级计算机在普林斯顿。

这两个新的文件可在开放获取arxiv.org,并已提交 宇宙学和天体物理学杂志。

“阿塔卡马宇宙望远镜:DR4地图和宇宙学的结果,”由西蒙aiola,ERMINIA卡拉布雷斯,卢瓦克毛林,矽格奈斯,本杰明湖施密特,马克西米利安小时。 abitbol,格雷姆即艾迪生,彼得。河ADE,大卫·阿隆索,mandana埃米尔,斯特凡amodeo,埃利奥angile,杰森即austermann,泰勒baildon,尼克·巴塔利亚,詹姆斯。 BEALL,雷切尔豆,丹尼尔吨。贝克尔,J理查德债券,莎拉·玛丽·布鲁诺,维多利亚calafut,路易斯 - 即campusano,费利佩Carrero的,优雅如chesmore,萧美町。,史蒂夫ķ。财,苏珊即克拉克,尼古拉斯·F。 cothard,德文克莱顿,凯文吨克劳利,奥马达尔维什,拉胡达塔,爱德华诉丹尼森,马克Ĵ。德夫林,布拉德·多贝尔,科迪学家duell,香农米。达夫,阿德里安学家duivenvoorden,乔邓克利,罗兰多·邓纳,托马斯essinger-hileman,最大fankhanel,西蒙尼费拉罗,安娜即狐狸,布列塔尼fuzia,帕特里西奥一个。加利亚多,维拉gluscevic,瑟娥。 golec,艾米丽宽限期,梅根gralla,一轮关,基尔斯滕大厅,马克·哈尔彭,东远汉,彼得·哈格雷夫,马修hasselfield,肖恩·亨德森,布兰登亨斯利,J。科林·希尔,基因c。希尔顿,亚光希尔顿,亚当d。欣克斯,蕾妮hlozek,shuay-PWU肉饼浩,约翰hubmayr,凯文米。 huffenberger,约翰页。休斯,波尔多特,肯特欧文,丽贝卡杰克逊,杰夫克莱恩,肯达诺尔斯,布莱恩考夫曼,亚瑟kosowsky,文森特莱基,山谷利,雅琼利,扎克利,苦参碱lokken,蒂鲍特路易,马吕斯轮古,阿曼达macinnis,马修madhavacheril,菲利普Maldonado的,玛雅马拉比琦,丹妮卡马斯登,杰夫麦克马洪,菲利普menanteau,kavilan moodley,添莫顿,敏也浪,费德里科NATI,劳拉纽堡,约翰页。 nibarger,安德里娜尼古拉,迈克尔d。 niemack,迈克尔河nolta,约翰ORLOWSKI-sherer,莱曼一个。页面,克里克帕帕斯,布鲁斯鹧鸪,phumlani phakathi,石楠王子,罗伯托puddu,坦率学家曲,耶稣里维拉,娜奥米·罗伯逊,费利佩·罗哈斯,玛丽亚salatino,伊曼纽尔沙恩,亚历山德罗·斯基拉奇,neelima Sehgal的,布雷克d。宣威,卡洛斯山脉,乔恩·西弗斯,瓦尔sifon,珍贵sikhosana,SARA西蒙,大卫ñ。 spergel,苏珊吨。斯塔格斯,杰森·史蒂文斯,埃米莉·斯托勒,dhaneshwar d。破甲,埃里克河斯威本·索恩,罗伯特·桑顿,HY TRAC,杰西​​诚实信用,阿玲塔克,莱拉河谷,亚历山大面包车恩格伦,杰夫·lanen,前夕米。 vavagiakis,凯西车夫,遇寒旺,乔纳森吨。病房里,爱德华学家wollack,张志磊许,费尔南多·扎戈和游宁丰朱。

“阿塔卡马宇宙学望远镜:在98和150千兆赫宇宙微波背景功率谱的测量,”由史蒂夫ķ。财,马修hasselfield, shuay-PWU肉饼浩,布莱恩·库普曼,马吕斯轮古,马克西米利安小时。 abitbol,格雷姆即艾迪生,彼得。河ADE,西蒙尼aiola,大卫·阿隆索,mandana埃米尔,斯特凡amodeo,埃利奥angile,杰森即austermann,泰勒baildon,尼克·巴塔利亚,詹姆斯。 BEALL,雷切尔豆,丹尼尔吨。贝克尔,J理查德键,萨拉玛丽布鲁诺,ERMINIA卡拉布雷斯,维多利亚calafut,路易斯即campusano,费利佩Carrero的,优雅如chesmore,苏珊即克拉克,尼古拉斯·F。 cothard,德文克莱顿,凯文吨克劳利,萧梅cho.omar达尔维什,拉胡达塔,爱德华诉丹尼森,马克Ĵ。德夫林,布拉德·多贝尔,科迪学家duell,香农米。达夫,阿德里安学家duivenvoorden,乔邓克利,罗兰多·邓纳托马斯essinger-hileman,最大fankhanel,西蒙尼费拉罗,安娜即狐狸,布列塔尼fuzia,帕特里西奥一个。加利亚多,维拉gluscevic,瑟娥。 golec,艾米丽宽限期,梅根gralla,一轮关,基尔斯滕大厅,马克·哈尔彭,东远汉,彼得·哈格雷夫,肖恩·亨德森,布兰登亨斯利,J。科林·希尔,基因c。希尔顿,亚光希尔顿,亚当d。欣克斯,蕾妮hlozek,约翰hubmayr,凯文米。 huffenberger,约翰页。休斯,波尔多特,肯特欧文,丽贝卡杰克逊,杰夫克莱恩,肯达诺尔斯,亚瑟kosowsky,文森特莱基,山谷利,雅琼利,扎克利,苦参碱lokken,蒂鲍特路易,阿曼达macinnis,马修madhavacheril,菲利普Maldonado的,玛雅mallaby-琦,丹妮卡马斯登,卢瓦克毛林,杰夫麦克马洪,菲利普menanteau,kavilan moodley,添莫顿,西格尔德奈斯,敏也浪,费德里科NATI,劳拉纽堡,约翰页。 nibarger,安德里娜尼古拉,迈克尔d。 niemack,迈克尔河nolta,约翰ORLOWSKI-sherer,莱曼一个。页面,克里克帕帕斯,布鲁斯鹧鸪,phumlani phakathi,石楠王子,罗伯托puddu,坦率学家曲,耶稣里维拉,娜奥米·罗伯逊,费利佩·罗哈斯,玛丽亚salatino,伊曼纽尔沙恩,亚历山德罗·斯基拉奇,本杰明湖施密特,neelima Sehgal的,布莱克d。宣威,卡洛斯山脉,乔恩·西弗斯,瓦尔sifon,珍贵sikhosana,SARA西蒙,大卫ñ。 spergel,苏珊吨。斯塔格斯,杰森·史蒂文斯,埃米莉·斯托勒,dhaneshwar d。破甲,埃里克河斯威本·索恩,罗伯特·桑顿,HY TRAC,杰西​​诚实信用,阿玲塔克,莱拉河谷,亚历山大面包车恩格伦,杰夫·lanen,前夕米。 vavagiakis,凯西车夫,遇寒旺,乔纳森吨。病房里,爱德华学家wollack,张志磊许,费尔南多·扎戈和游宁丰朱。

普林斯顿大学的利兹·福勒 - 赖特和烙铁研究所的托马斯·萨姆纳促成了这一故事。