
科技日報記者 張佳欣
經過近20年的觀測與科研積累,阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)合作組發布了第六次,也是最終一次重大數據集,為這項國際合作畫上句號的同時,也為宇宙學研究打開了新的起點。相關三篇論文24日發表于《宇宙學與粒子天體物理學雜志》,系統展示了最新的宇宙微波背景輻射(CMB)觀測成果,并對廣泛討論的哈勃張力以及多種擴展宇宙學模型給出了新的約束,標志著科學家對宇宙演化及其當前狀態的理解取得了重大進展。
ACT的重要的成果之一,是證實了當今宇宙學中最大的難題之一,即所謂的哈勃張力。人們知道宇宙正在膨脹,并且可以根據觀測數據估算其當前的膨脹速率。問題在于,利用來自極其遙遠時期(例如CMB)的數據推斷出的膨脹速率,與觀測距離更近的天體所得到的膨脹速率存在差異。此次ACT給出的結果與普朗克高度一致,無論從溫度數據還是極化數據推斷出的膨脹速率都指向同一數值,從而使這一張力更加穩固。
研究團隊還利用最新數據,對過去十余年來為解釋哈勃張力而提出的約30種擴展宇宙學模型進行了系統檢驗。這些模型通常通過調整早期宇宙的能量成分,或引入新的物理過程,來嘗試消除不同測量方法得到的哈勃常數之間的差異。然而,ACT的高精度觀測為這些模型設定了更嚴格的約束條件,結果顯示,它們幾乎都無法同時與最新CMB數據和其他天文觀測保持一致。
借助此次ACT最新發布的圖像,科學家還獲得了比普朗克衛星提供的更為清晰的“早期宇宙”圖像。而盡管ACT望遠鏡的觀測任務已經結束,其數據仍將長期為宇宙學研究提供價值。團隊成員表示,ACT與普朗克衛星的數據互補性極強,兩者結合可為宇宙成分、時空結構及演化歷史提供迄今最全面的視角。
總編輯圈點
ACT發布最終數據集,是天文學界一項里程碑式的成果。它為我們提供了迄今為止最清晰的宇宙“嬰兒期”照片,加深了我們對宇宙的起源和演化的理解。這些數據確認了“哈勃張力”,也讓我們發現,所有的擴展宇宙學模型都無法精確匹配宇宙的膨脹進程,讓人重新審視標準宇宙模型的重要性。ACT雖然已經退役,但這場國際合作產生的數據集已向全球公開,它能力更強的繼任者也已投入運行。對宇宙的探索沒有終點,人類還將繼續前行。