«تناقض هابل» دوباره به صحنه برگشت؛ نقشهی جدید کیهانی معما را عمیقتر میکند
نوشته رابرت لیا
“این به این معنی است که خانه را تمیز میکنیم، مسیرهای قابلاعتماد پیشرو را محدود میکنیم و دیگر انرژی را برای راههای واضحاً بنبست صرف نمیکنیم.”
ممکن است برای تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) پایان باشد، اما دادههای نهایی حاصل از تقریباً ۲۰ سال مشاهدات، نقشه راهی برای پژوهشهای آینده در زمینه کیهانپژوهی ترسیم کردهاند. در واقع این دادهها گامی مهم در درک ما از تکامل جهان هستند؛ آنها اختلاف پیچیدهای را در اندازهگیری «ثابت هابل»، سرعت گسترش خودساخت فضا، تأیید میکنند.
بهطور خلاصه، این اختلاف به این شکل است: وقتی در کیهان محلی با استفاده از آنچه به عنوان “ابرنواهای نوع ۱a” شناخته میشود و بهعنوان نقطهسنج فاصله استاندارد بهکار میروند، ثابت هابل مقدار خاصی دارد. اما وقتی در کیهان دوردست با استفاده از «نور فسیلی» بهعنوان میلهسنجی اندازهگیری میشود، عدد متفاوتی به دست میآید. این پدیده بهنام «تناقض هابل» شناخته شده است.
دادههای نهایی ACT نمایانگر مشاهدات از کیهان بسیار دور هستند و واقعاً تأیید میکنند که تناقض هابل یک مسئلهٔ واقعی است.
ACT این پیشرفت را با انجام اندازهگیریهای دقیق از پسزمینه میکروویوی کیهانی (CMB) – فسیل کیهانی به شکل نور میکروویوی که تمام جهان را پر میکند و باقیماندهای از رویدادی است که بلافاصله پس از انفجار بزرگ رخ داد – فراهم کرد. در واقع این دادهها گامی مهم در درک ما از تکامل جهان هستند؛ آنها اختلاف پیچیدهای را در اندازهگیری «ثابت هابل»، سرعت گسترش فضا، تأیید میکنند.
“وقتی آنها را مقایسه میکنیم، کمی شبیه به تمیز کردن عینک است”، ارمینیا کالبریزه، کیهانشناس دانشگاه کاردف و عضو همکاری ACT، در بیانیهای گفت.
ماموریت اصلی پلنک، اندازهگیری دمای CMB بود؛ دانشمندان هدف داشتند این دادهها را برای درک بهتر نوسانهای جزئی CMB به کار ببرند، که میتواند به ترکیب اولیهٔ جهان اشاره کند. با این حال، این جمعآوری دادهها خالیهای قابلتوجهی باقی گذاشت که بسیاری از آنها اکنون توسط ACT پر شدهاند.
“این اولین بار است که یک آزمایش جدید به همان سطح توانایی مشاهداتی پلنک دست یافته است”، تیبوت لوئِس از دانشگاه پاریس‑ساکلِی، فرانسه، گفت.
نکتهٔ قابلتوجه این دستاورد این است که در حالی که پلنک از موقعیت فضایی خود برای بررسی CMB بهره میبرد، ACT بر روی زمین قرار داشت؛ هرچند در ارتفاع ۱۶٬۴۰۰ فوت (۵٬۰۰۰ متر) بالاتر از سطح در جو خشک شمال شیلی.
“نتایج جدید ما نشان میدهد که ثابت هابل استخراجشده از دادههای CMB ACT با ثابت هابل پلنک همخوانی دارد — نه تنها از دادههای دما، بلکه از قطبیت نیز، که باعث میشود اختلاف هابل حتی مستحکمتر شود”، کالین هیل، کیهانشناس دانشگاه کلمبیا، در بیانیهای گفت.
با داشتن این اطلاعات، کیهانشناسان میتوانند پیشرفت کنند، با پذیرش اینکه چیزی در مدل LCDM کمبود دارد، در حالی که بهطور همزمان مدلهای دیگری که ثابت هابل را در سراسر کیهان یکسان میدانند، حذف میشوند. در واقع پژوهشگران این دادهها را در برابر برخی از مدلهای توسعهیافتهٔ اصلی آزمون کردهاند و یک نتیجهٔ واضح و قاطع بهدست آمده است.
“ما آنها را بهطور کامل مستقل ارزیابی کردیم”، کالبریزه گفت. هدف ما تخریب آنها نبود، بلکه صرفاً بررسیشان بود. و نتیجه واضح است: مشاهدات جدید، در مقیاسهای نوین و با قطبیت، بهطور عمودی دامنهٔ این نوع آزمایشها را از بین بردهاند. این امر همانند کاهش «محیط بازی» نظری است.
پژوهش تیم در سایت مخزن مقالات arXiv در دسترس است، بههمراه دو مقالهٔ همراه که نیز در این سایت منتشر شدهاند.