۳۰ مدل از کیهان که توسط دادههای نهایی این تلسکوپ پیشگام کیهانی رد شدند
تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) در شیلی پس از ۱۵ سال، مجموعه نهایی دادههای خود را منتشر کرد — و ثابت میکند که تناقض هابل، شکافی در درک ما از کیهان، بهوضوح واقعی است.
پس از یک مأموریت چنددههای برای شناخت ماهیت کیهان، تلسکوپی که بر فراز فلاتهای کوهستانی شمالی شیلی قرار داشت، در سال ۲۰۲۲ وداع کرد. اکنون، انتشار نهایی دادههای آن، میراث تلسکوپ را آشکار میکند: حوزهای در تناقض.
در اکتبر ۲۰۰۷، تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) اولین نور خود را مشاهده کرد. اما این نور از ستارهای یا حتی یک کهکشان دور نمیبود. در عوض، ACT برای شکار میکروویوها، بهویژه میکروویوهایی که از برخی از نخستین دورههای کیهان باقی ماندهاند، طراحی شده بود. این نور «فسیلی»، که به عنوان پیشزمینه مایکروویو کیهانی (CMB) شناخته میشود، زمانی منتشر شد که عمر کیهان تنها ۳۸۰٬۰۰۰ سال بود.
پیشزمینه مایکروویو کیهانی (CMB) نگاهی پاک و واضح به کیهان نوپا برای کیهانشناسان فراهم میکند. ACT برای تکمیل سایر مطالعات، مانند ماهواره پلانک سازمان فضایی اروپا، طراحی شد. مأموریت پلانک یک فضاپیما را بهمنظور ارائهٔ یک سرشماری کلآسمانی از CMB پرتاب کرد. اما وضوح آن محدود بود، بهویژه در پژوهشهای مربوط به قطبش CMB (جهت ارتعاشات میدانهای مغناطیسی و الکتریکی CMB که نور در مسیر خود دارد). در مقابل، اگرچه ACT بر پایهٔ زمین است، میتوانست بهعمق بیشتری در بخشهای کوچکتر آسمان CMB با وضوح بسیار بالا جستجو کند.
ACT به خصوص در بررسی قطبش پیشزمینه مایکروویو کیهانی (CMB) مهارت بالایی داشت، که اطلاعات زیادی دربارهٔ وضعیت اولیه کیهان به ما میدهد. اگر مقدار ماده تاریک در کیهان، توزیع آن، تعداد نوترینها یا هر یک از تقریباً دوازده خصوصیت دیگر کیهان را تغییر دهید، ظاهر نور CMB نیز تغییر میکند.
ACT نهایی
در ماه نوامبر، تیم ACT منتشر کرد ششمین و نهایی مجموعه دادهٔ عمومی خود را بهصورت سه مقاله منتشر شده در مجلهٔ کیهانشناسی و فیزیک ذرات نجومی. در حالی که کیهانشناسان برای سالها به استخراج دادهها ادامه خواهند داد، تیم اصلی نیز مجموعهٔ نهایی تحلیلها و مطالعات خود را پیش از خداحافظی قطعی ارائه داد.
یافتههای آنها با آنچه نظرسنجیهایی همانند پلانک پیش از این شناسایی کرده بودند، مطابقت داشت: اینکه چیزی عجیب در گسترش جهان رخ میدهد. اندازهگیریهای نرخ گسترش امروزی، که بهعنوان نرخ هابل یا ثابت هابل شناخته میشود، که با ابزارهای اولیهای چون پلانک و ACT انجام شدهاند، عددی را نشان میدهند که نسبت به برآوردهای مبتنی بر اندازهگیریهای محلی، مانند تیره شدن ابرنواخترها، بهمرات کمتر است.
این اختلاف به عنوان تناقض هابل شناخته شده است و شاید بزرگترین معمای حلنشده در کیهانشناسی مدرن باشد. اما ACT تنها وجود این تناقض را تأیید نکرد؛ بلکه برخی ایدههای بسیار خوب را نیز از بین برد.
ACT ۳۰ مدل کیهانی را ارزیابی میکند
کیهانشناسان مشغول ایجاد تئوریهای متعدد برای توضیح تناقض هابل بودند. بسیاری از اینها بهعنوان مدلهای کیهانی «توسعهیافته» شناخته میشوند، چرا که تصویر استاندارد کیهانی را با افزودن چند مؤلفه یا نیروی جدید به جهان گسترش میدهند.
اما این مؤلفهها و نیروها تنها امروز وجود ندارند؛ آنها باید در زمانی که پیشزمینه مایکروویو کیهانی برای نخستین بار منتشر شد، نیز وجود داشته باشند. بنابراین، نگاه بینظیر ACT به CMB به تیم اجازه داد تا بسیاری از این مدلها — در واقع حدود ۳۰ مدل — را آزمایش کند.
همهٔ آنها شکست خوردند.
اما در علم، تنها زمانی بازنده میشوید که چیزی یاد نگیرید، و نتایج منفی ACT به کیهانشناسان در جستجوی خود کمک میکند. به عبارت دیگر، تنها پس از حذف تمام پاسخهای نادرست میتوانید به پاسخ درست برسید.