在宇宙學研究領域,智利的阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)雖已于2022年退役,卻憑借其留下的寶貴數據持續引發著科學界的震動。近期,一項發表在《宇宙學與天體粒子物理雜志》上的研究,利用ACT的最終數據,對約30種宇宙演化“擴展”模型進行了檢驗,這些模型是標準宇宙學模型的替代理論,旨在解釋標準模型無法說明的宇宙學現象,如“哈勃張力”。
“哈勃張力”是宇宙學中一個長期存在的謎團,它指的是通過兩種不同方法測量宇宙膨脹速率(哈勃常數)所得到的結果存在差異。一種方法是通過觀測宇宙大爆炸留下的殘余輻射——宇宙微波背景輻射;另一種則是觀測本地宇宙中的星系和超新星。按照標準宇宙學模型,這兩種方法本應得出相同的數值,但實際情況卻并非如此。
多年來,科研人員為解釋這種差異提出了眾多假說,甚至有人找到證據表明“哈勃張力”可能并不存在。然而,ACT的最新數據不僅強化了這一宇宙學難題的存在,還讓專家們距離解決它似乎更遠了。此次研究檢驗的所有擴展模型均被排除,這意味著理論“游樂場”縮小了,科學家們需要重新審視研究方向。
卡迪夫大學的宇宙學家埃爾米尼亞·卡拉布雷塞是檢驗擴展模型研究的合著者之一,她在聲明中表示:“我們對這些模型的評估是完全獨立的,并非試圖推翻它們,只是想進行研究。結果很明確:在新的尺度上,通過偏振觀測獲得的新數據,實際上已經消除了進行這類(模型構建)活動的空間。”
ACT之所以能提供如此關鍵的數據,得益于其獨特的觀測能力。該望遠鏡以前所未有的精度測量了宇宙微波背景輻射,生成了偏振圖,與歐洲空間局普朗克衛星繪制的溫度圖形成互補。其主鏡直徑約20英尺(6米),比普朗克衛星的主鏡大得多,因此ACT圖像的分辨率遠高于普朗克衛星的圖像。
哥倫比亞大學的宇宙學家科林·希爾是利用ACT數據證實哈勃張力研究的合著者,他表示:“我們的新結果表明,從ACT的CMB數據推斷出的哈勃常數與普朗克的數據一致,不僅溫度數據一致,偏振數據也一致,這使得哈勃矛盾更加確鑿無疑。”卡拉布雷塞也形象地比喻道:“當我們比較這些圖像時,有點像擦干凈你的眼鏡。”ACT的數據填補了人類對宇宙微波背景理解的若干空白。
盡管ACT排除了許多試圖解釋哈勃張力的擴展模型,縮小了可能性的范圍,但也為科研人員指明了前進的方向。如果這些模型是死胡同,那么科學家們就需要停止在它們身上浪費時間,轉而在其他領域尋找答案。ACT的運行壽命雖已結束,但其最終數據的發布,對于致力于解決哈勃張力的宇宙學家們來說,無疑標志著一個新的開端。未來,專家們將繼續利用這些數據,逐步深入探索我們這個不斷膨脹的宇宙。











