Σύγκρουση Κοσμικών Αριθμών Πρόκληση Καλύτερή μας Θεωρία του Σύμπαντος | Περιοδικό Quanta

Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, φαινόταν ότι οι κοσμολόγοι είχαν λύσει το μεγαλύτερο και πιο περίπλοκο παζλ από όλα: πώς λειτουργεί το σύμπαν.

«Υπήρξε αυτή η καταπληκτική στιγμή όταν ξαφνικά, όλα τα κομμάτια της κοσμολογίας έσπασαν μαζί», είπε. J. Colin Hill, θεωρητικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια.

Όλοι οι τρόποι μελέτης του σύμπαντος - χαρτογράφηση γαλαξιών και των μεγαλύτερων δομών τους, αλίευση καταστροφικών αστρικών εκρήξεων που ονομάζονται σουπερνόβα, υπολογισμός αποστάσεων από μεταβλητά αστέρια, μέτρηση της υπολειπόμενης κοσμικής λάμψης από το πρώιμο σύμπαν - έλεγαν ιστορίες που «φαίνονταν να επικαλύπτονται», είπε ο Hill.

Η κόλλα που συγκρατούσε τις ιστορίες είχε ανακαλυφθεί λίγα χρόνια νωρίτερα, το 1998: η σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδης δύναμη που, αντί να κολλάει τον κόσμο μαζί, τον κάνει να διαστέλλεται όλο και πιο γρήγορα αντί να επιβραδύνεται με την πάροδο του χρόνου. Όταν οι επιστήμονες συμπεριέλαβαν αυτό το κοσμικό κάτι στα μοντέλα τους για το σύμπαν, οι θεωρίες και οι παρατηρήσεις συνδυάστηκαν. Συνέταξαν αυτό που είναι σήμερα γνωστό ως το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας, που ονομάζεται Lambda-CDM, στο οποίο η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί σχεδόν το 70% του σύμπαντος, ενώ μια άλλη μυστηριώδης σκοτεινή οντότητα - ένας τύπος αόρατης μάζας που φαίνεται να αλληλεπιδρά μόνο με την κανονική ύλη μέσω της βαρύτητας — αποτελεί περίπου το 25%. Το υπόλοιπο 5% είναι όλα όσα μπορούμε να δούμε: τα αστέρια, οι πλανήτες και οι γαλαξίες που οι αστρονόμοι έχουν μελετήσει για χιλιετίες.

Αλλά αυτή η στιγμή ηρεμίας ήταν μόνο μια σύντομη ανάπαυλα μεταξύ των καιρών αγώνων. Καθώς οι αστρονόμοι έκαναν πιο ακριβείς παρατηρήσεις του σύμπαντος κατά τη σάρωση του κοσμικού χρόνου, άρχισαν να εμφανίζονται ρωγμές στο τυπικό μοντέλο. Μερικά από τα πρώτα σημάδια προβλήματος προήλθαν από μετρήσεις του μεταβλητά αστέρια και σουπερνόβα σε μια χούφτα κοντινών γαλαξιών — παρατηρήσεις που, σε σύγκριση με την υπολειπόμενη κοσμική λάμψη, υποδηλώνουν ότι το σύμπαν μας παίζει με διαφορετικούς κανόνες από ό,τι πιστεύαμε και ότι μια κρίσιμη κοσμολογική παράμετρος που καθορίζει πόσο γρήγορα το σύμπαν πετάει αλλάζει όταν μετρήστε το με διαφορετικά κριτήρια.

Οι κοσμολόγοι είχαν ένα πρόβλημα - κάτι που αποκαλούσαν ένταση ή, στις πιο δραματικές στιγμές τους, α κρίση.

Αυτές οι ασύμφωνες μετρήσεις έγιναν πιο ευδιάκριτες μόλις τη δεκαετία περίπου από τότε που εμφανίστηκαν οι πρώτες ρωγμές. Και αυτή η ασυμφωνία δεν είναι η μόνη πρόκληση για το τυπικό μοντέλο της κοσμολογίας. Οι παρατηρήσεις των γαλαξιών υποδηλώνουν ότι ο τρόπος με τον οποίο οι κοσμικές δομές έχουν μαζευτεί μαζί με την πάροδο του χρόνου μπορεί να διαφέρει από την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το σημερινό σύμπαν θα έπρεπε να έχει αναπτυχθεί από σπόρους ενσωματωμένους στον πρώιμο κόσμο. Και ακόμη πιο λεπτές αναντιστοιχίες προέρχονται από λεπτομερείς μελέτες του πρώιμου φωτός του σύμπαντος.

Άλλες ασυνέπειες είναι πολλές. «Υπάρχουν πολλά άλλα μικρότερα προβλήματα αλλού», είπε Ελεονόρα Ντι Βαλεντίνο, θεωρητικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ. «Γι’ αυτό είναι μπερδεμένο. Γιατί δεν είναι μόνο αυτά τα μεγάλα προβλήματα».

Για να μετριάσουν αυτές τις εντάσεις, οι κοσμολόγοι υιοθετούν δύο συμπληρωματικές προσεγγίσεις. Πρώτον, συνεχίζουν να κάνουν πιο ακριβείς παρατηρήσεις του σύμπαντος, με την ελπίδα ότι καλύτερα δεδομένα θα αποκαλύψουν ενδείξεις για το πώς να προχωρήσουν. Επιπλέον, βρίσκουν τρόπους να προσαρμόσουν διακριτικά το τυπικό μοντέλο για να εξυπηρετήσουν τα απροσδόκητα αποτελέσματα. Αλλά αυτές οι λύσεις είναι συχνά επινοημένες, και αν λύνουν ένα πρόβλημα, συχνά κάνουν άλλα χειρότερα.

«Η κατάσταση αυτή τη στιγμή φαίνεται σαν ένα μεγάλο χάος», είπε ο Χιλ. «Δεν ξέρω τι να κάνω με αυτό».

Στρεβλωμένο φως

Για να χαρακτηρίσουν το σύμπαν μας, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μια χούφτα αριθμών, τους οποίους οι κοσμολόγοι αποκαλούν παραμέτρους. Οι φυσικές οντότητες στις οποίες αναφέρονται αυτές οι τιμές είναι όλα γρανάζια σε μια γιγάντια κοσμική μηχανή, με κάθε bit συνδεδεμένο με τα άλλα.

Μία από αυτές τις παραμέτρους σχετίζεται με το πόσο ισχυρά συγκεντρώνεται η μάζα. Αυτό, με τη σειρά του, μας λέει κάτι για το πώς λειτουργεί η σκοτεινή ενέργεια, καθώς η επιταχυνόμενη προς τα έξω ώθησή της συγκρούεται με τη βαρυτική έλξη της κοσμικής μάζας. Για να ποσοτικοποιήσουν τη συσσωμάτωση, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μια μεταβλητή που ονομάζεται S₈. Εάν η τιμή είναι μηδέν, τότε το σύμπαν δεν έχει καμία παραλλαγή και καμία δομή, εξηγείται Sunao Sugiyama, ένας παρατηρητικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια. Είναι σαν ένα επίπεδο, χωρίς χαρακτηριστικά λιβάδι, χωρίς καν μυρμηγκοφωλιά για να διαλύσει το τοπίο. Αλλα αν S₈ είναι πιο κοντά στο 1, το σύμπαν είναι σαν μια τεράστια, οδοντωτή οροσειρά, με τεράστιες συστάδες πυκνής ύλης που χωρίζονται από κοιλάδες του τίποτα. Οι παρατηρήσεις που έγιναν από το διαστημόπλοιο Planck του πολύ πρώιμου σύμπαντος - όπου επικράτησαν οι πρώτοι σπόροι της δομής - βρίσκουν μια τιμή 0.83.

Αλλά οι παρατηρήσεις της πρόσφατης κοσμικής ιστορίας δεν συμφωνούν απόλυτα.

Για να συγκρίνουν τη συσσωμάτωση στο σημερινό σύμπαν με τις μετρήσεις του βρεφικού κόσμου, οι ερευνητές ερευνούν πώς η ύλη κατανέμεται σε μεγάλες περιοχές του ουρανού.

Η καταμέτρηση των ορατών γαλαξιών είναι ένα πράγμα. Αλλά η χαρτογράφηση του αόρατου δικτύου πάνω στο οποίο βρίσκονται αυτοί οι γαλαξίες είναι ένα άλλο. Για να γίνει αυτό, οι κοσμολόγοι εξετάζουν μικροσκοπικές παραμορφώσεις στο φως των γαλαξιών, επειδή το μονοπάτι που ακολουθεί το φως καθώς υφαίνει τον κόσμο στρεβλώνεται καθώς το φως εκτρέπεται από το βαρυτικό βάρος της αόρατης ύλης.

Μελετώντας αυτές τις παραμορφώσεις (γνωστές ως ασθενής βαρυτικός φακός), οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν την κατανομή της σκοτεινής ύλης κατά μήκος των μονοπατιών που πήρε το φως. Μπορούν επίσης να υπολογίσουν πού βρίσκονται οι γαλαξίες. Με και τα δύο κομμάτια πληροφοριών στο χέρι, οι αστρονόμοι δημιουργούν τρισδιάστατους χάρτες της ορατής και αόρατης μάζας του σύμπαντος, που τους επιτρέπει να μετρούν πώς το τοπίο της κοσμικής δομής αλλάζει και μεγαλώνει με την πάροδο του χρόνου.

Τα τελευταία χρόνια, τρεις έρευνες ασθενούς φακού έχουν χαρτογραφήσει μεγάλα τμήματα του ουρανού: το Dark Energy Survey (DES), το οποίο χρησιμοποιεί τηλεσκόπιο στην έρημο Atacama της Χιλής. η Έρευνα Kilo-Degree Survey (KIDS), επίσης στη Χιλή. και πιο πρόσφατα, μια πενταετής έρευνα από την Hyper Suprime-Cam (HSC) του τηλεσκοπίου Subaru στη Χαβάη.

Πριν από μερικά χρόνια, δημιουργήθηκαν οι έρευνες DES και KIDS S₈ τιμές χαμηλότερες από αυτές του Planck — υπονοώντας μικρότερες οροσειρές και χαμηλότερες κορυφές από ό,τι δημιούργησε η αρχέγονη κοσμική σούπα. Αλλά αυτά ήταν απλώς δελεαστικές ενδείξεις ελαττωμάτων στην κατανόησή μας για το πώς αναπτύσσονται και συγχωνεύονται οι κοσμικές δομές. Οι κοσμολόγοι χρειάζονταν περισσότερα δεδομένα και περίμεναν με ανυπομονησία τα αποτελέσματα του Subaru HSC, τα οποία δημοσιεύτηκαν σε μια σειρά από πέντε έγγραφα τον Δεκεμβριο.

Η ομάδα του Subaru HSC εξέτασε δεκάδες εκατομμύρια γαλαξίες που καλύπτουν περίπου 416 τετραγωνικές μοίρες στον ουρανό, ή ισοδύναμο με 2,000 πανσέληνους. Στο κομμάτι του ουρανού της, η ομάδα υπολόγισε ένα S₈ τιμή 0.78 — σύμφωνα με τα αρχικά αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών και μικρότερη από τη μετρούμενη τιμή από τις παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου Planck για την ακτινοβολία του πρώιμου σύμπαντος. Η ομάδα της Subaru φροντίζει να πει ότι οι μετρήσεις τους «υποδηλώνουν» μόνο μια ένταση επειδή δεν έχουν φτάσει στο επίπεδο στατιστικής σημασίας στο οποίο βασίζονται οι επιστήμονες, αν και εργάζονται για να προσθέσουν άλλα τρία χρόνια παρατηρήσεων στα δεδομένα τους.

"Εάν αυτό S₈ Η ένταση είναι πραγματικά αληθινή, υπάρχει κάτι που δεν καταλαβαίνουμε ακόμα», είπε ο Sugiyama, ο οποίος ηγήθηκε μιας από τις αναλύσεις της Subaru HSC.

Οι κοσμολόγοι εξετάζουν τώρα τις λεπτομέρειες των παρατηρήσεων για να βρουν πηγές αβεβαιότητας. Για αρχή, η ομάδα της Subaru υπολόγισε τις αποστάσεις από τους περισσότερους γαλαξίες της με βάση το συνολικό τους χρώμα, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανακρίβειες. «Αν κάνατε λάθος τις εκτιμήσεις [μέση] απόστασης, θα λαμβάνατε λάθος και κάποιες από τις κοσμολογικές σας παραμέτρους που σας ενδιαφέρουν», είπε το μέλος της ομάδας Ρέιτσελ Μαντελμπάουμ του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon.

Επιπλέον, αυτές οι μετρήσεις δεν είναι εύκολο να γίνουν, με λεπτές πολυπλοκότητες στην ερμηνεία. Και η διαφορά μεταξύ της στρεβλής εμφάνισης ενός γαλαξία και του πραγματικού του σχήματος -το κλειδί για τον εντοπισμό αόρατης μάζας- είναι συχνά πολύ μικρή, είπε Diana Scognamiglio του Εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA. Επιπλέον, το θάμπωμα από την ατμόσφαιρα της Γης μπορεί να αλλάξει ελαφρώς το σχήμα ενός γαλαξία, κάτι που είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους το Scognamiglio ηγείται μιας ανάλυσης ασθενούς φακού χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA.

Προσθέτοντας περισσότερη σύγχυση, οι επιστήμονες με τις ομάδες DES και KIDS πρόσφατα ανέλυσαν εκ νέου τις μετρήσεις τους μαζί και παρήγαγε ένα S₈ τιμή πιο κοντά στα αποτελέσματα Planck.

Προς το παρόν λοιπόν, η εικόνα είναι μπερδεμένη. Και ορισμένοι κοσμολόγοι δεν είναι ακόμη πεπεισμένοι ότι τα διάφορα S₈ οι μετρήσεις είναι σε τάση. «Δεν νομίζω ότι υπάρχει προφανής υπαινιγμός μιας μεγάλης καταστροφικής αποτυχίας εκεί», είπε ο Χιλ. Αλλά, πρόσθεσε, «δεν είναι απίθανο να συμβαίνει κάτι ενδιαφέρον».

Όπου οι ρωγμές είναι εμφανείς

Πριν από μια ντουζίνα χρόνια, οι επιστήμονες είδαν τις πρώτες ενδείξεις προβλημάτων με μετρήσεις μιας άλλης κοσμολογικής παραμέτρου. Χρειάστηκαν όμως χρόνια για να συγκεντρωθούν αρκετά δεδομένα για να πειστούν οι περισσότεροι κοσμολόγοι ότι αντιμετώπιζαν μια πλήρη κρίση.

Εν συντομία, οι μετρήσεις για το πόσο γρήγορα διαστέλλεται το σύμπαν σήμερα — γνωστό ως σταθερά Hubble — δεν ταιριάζουν με την τιμή που λαμβάνετε κατά την παρέκταση από το πρώιμο σύμπαν. Το αίνιγμα έχει γίνει γνωστό ως ένταση Hubble.

Για να υπολογίσουν τη σταθερά του Hubble, οι αστρονόμοι πρέπει να γνωρίζουν πόσο μακριά είναι τα πράγματα. Στο κοντινό σύμπαν, οι επιστήμονες μετρούν τις αποστάσεις χρησιμοποιώντας αστέρια που ονομάζονται μεταβλητές Κηφειδών που αλλάζουν περιοδικά σε φωτεινότητα. Υπάρχει μια πολύ γνωστή σχέση μεταξύ του πόσο γρήγορα ένα από αυτά τα αστέρια ταλαντεύεται από το πιο φωτεινό στο πιο αχνό και πόση ενέργεια ακτινοβολεί. Αυτή η σχέση, η οποία ανακαλύφθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα, επιτρέπει στους αστρονόμους να υπολογίσουν την εγγενή φωτεινότητα του άστρου και συγκρίνοντάς τη με το πόσο φωτεινό φαίνεται, μπορούν να υπολογίσουν την απόστασή του.

Χρησιμοποιώντας αυτά τα μεταβλητά αστέρια, οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν τις αποστάσεις από τους γαλαξίες που απέχουν περίπου 100 εκατομμύρια έτη φωτός από εμάς. Αλλά για να δουν λίγο πιο μακριά και λίγο πιο πίσω στο χρόνο, χρησιμοποιούν έναν φωτεινότερο δείκτη μιλίων — ένα συγκεκριμένο τύπο αστρικής έκρηξης που ονομάζεται σουπερνόβα τύπου Ia. Οι αστρονόμοι μπορούν επίσης να υπολογίσουν την εγγενή φωτεινότητα αυτών των «τυποποιημένων κεριών», που τους επιτρέπει να μετρούν αποστάσεις από γαλαξίες δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, αυτές οι παρατηρήσεις βοήθησαν τους αστρονόμους να καθορίσουν μια αξία για το πόσο γρήγορα διαστέλλεται το κοντινό σύμπαν: περίπου 73 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec, που σημαίνει ότι όσο κοιτάς πιο μακριά, για κάθε megaparsec (ή 3.26 εκατομμύρια έτη φωτός ) της απόστασης, το διάστημα πετάει μακριά 73 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο πιο γρήγορα.

Αλλά αυτή η αξία έρχεται σε σύγκρουση με έναν που προέρχεται από έναν άλλο χάρακα που είναι ενσωματωμένος στο νηπιακό σύμπαν.

Στην αρχή, το σύμπαν έβγαζε πλάσμα, μια σούπα από θεμελιώδη σωματίδια και ενέργεια. «Ήταν ένα ζεστό χάος», είπε Vivian Poulin-Détolle, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μονπελιέ.

Ένα κλάσμα του δευτερολέπτου στην κοσμική ιστορία, κάποιο περιστατικό, ίσως μια περίοδος ακραίας επιτάχυνσης γνωστή ως πληθωρισμός, έστειλε κραδασμούς - κύματα πίεσης - μέσα από το θολό πλάσμα.

Στη συνέχεια, καθώς το σύμπαν ψύχθηκε, το φως που ήταν παγιδευμένο στην ομίχλη του στοιχειακού πλάσματος τελικά απελευθερώθηκε. Αυτό το φως - το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, ή CMB - αποκαλύπτει αυτά τα πρώιμα κύματα πίεσης, ακριβώς όπως η επιφάνεια μιας παγωμένης λίμνης συγκρατείται στις επικαλυπτόμενες κορυφές των κυμάτων παγωμένων στο χρόνο, είπε ο Poulin-Détolle.

Οι κοσμολόγοι έχουν μετρήσει το πιο κοινό μήκος κύματος αυτών των παγωμένων κυμάτων πίεσης και το χρησιμοποίησαν για να υπολογίσουν μια τιμή για τη σταθερά Hubble του 67.6 km / s / Mpc, με αβεβαιότητα μικρότερη από 1%.

Οι ιδιόμορφα ασυμβίβαστες αξίες - περίπου 67 έναντι 73 - έχουν πυροδοτήσει μια φλογερή συζήτηση στην κοσμολογία που δεν έχει ακόμη επιλυθεί.

Οι αστρονόμοι στρέφονται σε ανεξάρτητους δείκτες κοσμικών μιλίων. Τα τελευταία έξι χρόνια, Γουέντι Φρίμαν του Πανεπιστημίου του Σικάγο (που έχει εργαστεί στη σταθερά του Hubble για ένα τέταρτο του αιώνα) έχει επικεντρωθεί σε έναν τύπο παλιού, κόκκινου αστέρα που συνήθως ζει στα εξωτερικά τμήματα των γαλαξιών. Εκεί έξω, λιγότερα επικαλυπτόμενα φωτεινά αστέρια και λιγότερη σκόνη μπορούν να οδηγήσουν σε καθαρότερες μετρήσεις. Χρησιμοποιώντας αυτά τα αστέρια, η Freedman και οι συνάδελφοί της έχουν μετρήσει έναν ρυθμό διαστολής περίπου 70 km/s/Mpc — «που είναι στην πραγματικότητα σε πολύ καλή συμφωνία με τους Κηφείδες», είπε. "Αλλά είναι επίσης σε πολύ καλή συμφωνία με το φόντο των μικροκυμάτων."

Τώρα έχει στραφεί στο ισχυρό υπέρυθρο μάτι του JWST για να προσεγγίσει το πρόβλημα. Με τους συναδέλφους της, μετράει τις αποστάσεις από αυτά τα γιγάντια κόκκινα αστέρια σε 11 κοντινούς γαλαξίες, ενώ ταυτόχρονα μετράει τις αποστάσεις από τους Κηφείδες και έναν τύπο παλλόμενου αστέρα άνθρακα στους ίδιους αυτούς γαλαξίες. Αναμένουν να δημοσιεύσουν τα αποτελέσματα κάποια στιγμή αυτή την άνοιξη, αλλά ήδη, είπε, «τα δεδομένα φαίνονται πραγματικά θεαματικά».

«Με ενδιαφέρει πολύ να δω τι βρίσκουν», είπε ο Χιλ, ο οποίος εργάζεται για να κατανοήσει τα μοντέλα του σύμπαντος. Αυτές οι νέες παρατηρήσεις θα διευρύνουν τις ρωγμές στο αγαπημένο μοντέλο της κοσμολογίας;

Ένα νέο μοντέλο;

Καθώς οι παρατηρήσεις συνεχίζουν να περιορίζουν αυτές τις κρίσιμες κοσμολογικές παραμέτρους, οι επιστήμονες προσπαθούν να προσαρμόσουν τα δεδομένα στα καλύτερα μοντέλα τους για το πώς λειτουργεί το σύμπαν. Ίσως οι πιο ακριβείς μετρήσεις να λύσουν τα προβλήματά τους, ή ίσως οι εντάσεις να είναι απλώς ένα τεχνούργημα κάτι συνηθισμένου, όπως οι ιδιορρυθμίες των οργάνων που χρησιμοποιούνται.

Ή ίσως τα μοντέλα είναι λάθος και θα χρειαστούν νέες ιδέες - «νέα φυσική».

«Είτε δεν ήμασταν αρκετά έξυπνοι για να καταλήξουμε σε ένα μοντέλο που να ταιριάζει με τα πάντα», είπε ο Hill, ή «μπορεί να υπάρχουν, στην πραγματικότητα, πολλά κομμάτια νέας φυσικής στο παιχνίδι».

Τι μπορεί να είναι; Ίσως ένα νέο θεμελιώδες πεδίο δύναμης, είπε ο Hill, ή αλληλεπιδράσεις μεταξύ σωματιδίων σκοτεινής ύλης που δεν καταλαβαίνουμε ακόμη, ή νέα συστατικά που δεν αποτελούν ακόμη μέρος της περιγραφής μας για το σύμπαν.

Μερικά νέα μοντέλα φυσικής τροποποιούν τη σκοτεινή ενέργεια, προσθέτοντας ένα κύμα κοσμικής επιτάχυνσης στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος, πριν τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια εκτοξευθούν το ένα πάνω στο άλλο. «Αν ο ρυθμός διαστολής μπορούσε με κάποιο τρόπο να αυξηθεί, λίγο για λίγο στο πρώιμο σύμπαν», είπε Μαρκ Καμιονκόφσκι, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, «μπορείτε να επιλύσετε την ένταση του Hubble».

Ο Kamionkowski και ένας από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές του πρότειναν την ιδέα το 2016 και δύο χρόνια αργότερα περιέγραψε κάποιες υπογραφές ότι ένα κοσμικό τηλεσκόπιο μικροκυμάτων υποβάθρου υψηλής ανάλυσης θα πρέπει να μπορεί να δει. Και το Κοσμολογικό Τηλεσκόπιο Atacama, σκαρφαλωμένο σε ένα βουνό στη Χιλή, είδε μερικά από αυτά τα σήματα. Αλλά από τότε, άλλοι επιστήμονες έχουν δείξει ότι το μοντέλο δημιουργεί προβλήματα με άλλες κοσμικές μετρήσεις.

Αυτό το είδος βελτιωμένου μοντέλου, όπου ένας επιπλέον τύπος σκοτεινής ενέργειας εκτινάσσεται για μια στιγμή και στη συνέχεια εξαφανίζεται, είναι πολύ περίπλοκο για να εξηγήσει τι συμβαίνει, είπε. Ντράγκαν Χούτερερ, θεωρητικός κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Και άλλες προτεινόμενες λύσεις για την ένταση του Hubble τείνουν να ταιριάζουν με τις παρατηρήσεις ακόμη πιο άσχημα. Είναι «απελπιστικά συντονισμένες», είπε, όπως ακριβώς οι ιστορίες που είναι πολύ συγκεκριμένες για να συμβαδίζουν με τη μακροχρόνια ιδέα ότι οι απλούστερες θεωρίες τείνουν να κερδίζουν τις περίπλοκες.

Τα δεδομένα που έρχονται τον επόμενο χρόνο μπορεί να βοηθήσουν. Πρώτα θα είναι τα αποτελέσματα από την ομάδα του Freedman που εξετάζει διαφορετικούς ανιχνευτές του κοντινού ρυθμού επέκτασης. Στη συνέχεια, τον Απρίλιο, οι ερευνητές θα αποκαλύψουν τα πρώτα δεδομένα από τη μεγαλύτερη κοσμολογική έρευνα ουρανού μέχρι σήμερα, το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας. Αργότερα μέσα στο έτος, η ομάδα του Atacama Cosmology Telescope - και οι ερευνητές που φτιάχνουν έναν άλλο αρχέγονο χάρτη φόντου χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο του Νότιου Πόλου - πιθανότατα θα δημοσιεύσουν τα λεπτομερή αποτελέσματα του μικροκυματικού υποβάθρου σε υψηλότερη ανάλυση. Οι παρατηρήσεις στον πιο μακρινό ορίζοντα θα προέρχονται από το διαστημικό τηλεσκόπιο Euclid της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας που εκτοξεύτηκε τον Ιούλιο, και το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin, μια μηχανή χαρτογράφησης παντός ουρανού που κατασκευάζεται στη Χιλή και θα είναι πλήρως λειτουργική το 2025.

Το σύμπαν μπορεί να είναι 13.8 δισεκατομμυρίων ετών, αλλά η προσπάθειά μας να το καταλάβουμε - και η θέση μας μέσα σε αυτό - είναι ακόμα στα σπάργανα. Τα πάντα στην κοσμολογία ταίριαξαν μαζί πριν από μόλις 15 χρόνια, σε μια σύντομη περίοδο ηρεμίας που αποδείχτηκε αντικατοπτρισμός. Οι ρωγμές που εμφανίστηκαν πριν από μια δεκαετία έχουν ανοίξει διάπλατα, δημιουργώντας μεγαλύτερα ρήγματα στο αγαπημένο μοντέλο της κοσμολογίας.

«Τώρα», είπε ο Ντι Βαλεντίνο, «Όλα έχουν αλλάξει».

Σημείωση του συντάκτη: Πολλοί επιστήμονες που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο έχουν λάβει χρηματοδότηση από το Ίδρυμα Simons, το οποίο χρηματοδοτεί επίσης αυτό το συντακτικά ανεξάρτητο περιοδικό. Οι αποφάσεις χρηματοδότησης του Simons Foundation δεν επηρεάζουν την κάλυψή μας. Περισσότερες λεπτομέρειες είναι διαθέσιμο εδώ.