Сигнал возрастом 9 млрд лет сможет объяснить темную энергию

6 часов назад 3

Канадский эксперимент CHIME по картированию интенсивности водорода доказал, что способен обнаружить крайне слабое радиоизлучение водородного газа из далекой Вселенной, используя только собственные наблюдения. Используя этот сигнал водорода, астрономы смогут отслеживать распределение материи в пространстве и измерять динамику расширения Вселенной. Другими словами, у них появится новый эффективный способ изучения темной энергии.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

CHIME — радиотелескоп в Британской Колумбии, находящийся под управлением Национального исследовательского совета Канады. Инструмент ежедневно обозревает все небо северного полушария. Одна из главных целей эксперимента — картировать распределение водородного газа в ранней Вселенной: измерив эту крупномасштабную структуру, астрономы могут установить, как Вселенная расширялась со временем, и использовать эти данные для исследования темной энергии.

«Водород — самый распространенный элемент во Вселенной и сырье, из которого формируются звезды, — сказал Арнаб Чакраборти из Университета Торонто, соавтор статьи. — Его слабое радиоизлучение действует как космический трассер, показывая, как материя распределена в пространстве».

До сих пор исследователям CHIME приходилось сравнивать свои радионаблюдения с данными галактических обзоров, собранными другими телескопами. Такие обзоры решают схожие космологические задачи, но обходятся намного дороже и в основном исследуют области Вселенной, достаточно горячие и плотные для звездообразования. CHIME же измеряет суммарное радиоизлучение самого водорода. Это позволяет изучать значительно более крупные области космоса, заглядывать дальше в прошлое и решать схожие вопросы значительно дешевле.

Изучив данные, собранные CHIME после 94 ночей наблюдений в 2019 году, астрономы занялись очисткой сигнала от помех, а после этого более года проверяли его подлинность. В итоге они пришли к выводу, что он исходит от водорода из той Вселенной, которой на тот момент было около пяти миллиардов лет.

В сопроводительной статье исследователи проанализировали, что найденный сигнал говорит о распределении водорода в ранней Вселенной. Они установили, что примерно 2% водорода в то время находились в нейтральной атомарной форме, что в целом согласуется с другими измерениями, пишет Science Daily.

Поскольку CHIME теперь может проводить такие измерения на основе собственных данных, исследователи получили возможность независимо проверять конкурирующие объяснения природы темной энергии и собирать свидетельства, которые могут поддержать или опровергнуть существующие теории.

Это исследование опирается лишь на малую часть информации, собранной CHIME с начала работы. Сейчас астрономам доступно почти семь лет наблюдений, и они работают над тем, чтобы заглянуть в эпоху, когда Вселенной было всего три миллиарда лет.

Вселенная расширяется с нарастающей скоростью, и для объяснения этого факта существует ряд гипотез. Самая популярная — темная энергия, природа которой остается неясной. Физик Саввас Кушиаппас предлагает иной подход: ускоренное расширение — это не действие неизвестной материи, а макроскопический отпечаток квантовой неопределенности в самой геометрии Вселенной.

Источник