Nya data som släppts idag av Atacama Cosmology Telescope (ACT) i Chile indikerar att vårt universum är cirka 13,8 miljarder år gammalt, som matchar mätningarna som gjordes av Planck-satelliten 2015, och ifrågasätter resultaten från 2019 från en annan forskargrupp som fastställde att universums ålder var mycket yngre än vad Planck-satelliten hade förutspått. Den studien hade mätt galaxernas rörelse för att komma fram till deras antal, medan ACT mätte polariserat ljus för att nå sina slutsatser.

Mark Halpern, UBC professor vid institutionen för fysik och astronomi, är en del av det internationella teamet som samarbetar kring ACT, som omfattar forskare från 41 institutioner i sju länder. Vi pratade med Halpern om dessa nya fynd, och deras betydelse.

Hur fungerar ACT-teleskopet?

Atacama Cosmology Telescope är ett sex meter diameter teleskop med en mycket känslig kamera som mäter polariserat ljus. Det är ett av de högsta observatorierna i världen, belägen längs åsen av de chilenska Anderna för att slippa se genom våt luft. Själva teleskopet byggdes av Empire Dynamic Systems i Port Coquitlam, och togs från Vancouver till Chile med båt.

Den är inställd för att fungera vid våglängder nära några millimeter, där det ljusaste på himlen är ett termiskt sken kvar från plasman som fyllde det tidiga universum. ACT ägnar all sin tid åt att skanna fram och tillbaka, gör de mest känsliga kartorna det kan av kosmisk struktur. Det som är nytt i denna datarelease är att våra mätningar av polarisation är mycket exakta. Himlens ljusstyrka berättar om strukturen i det tidiga universum. Polarisering berättar om rörelse. Tillsammans, data ger oss en mycket detaljerad bild av dynamiken.

Vad säger dessa nya rön oss om universums ålder? Och varför är detta betydelsefullt?

Betydelsen av dessa resultat, för mig, är att även med förbättrad data och bättre förståelse, vår modell av universum håller sig väldigt bra. Åldern är inte riktigt den stora grejen här. Vi trodde att universum var omkring 13,77 miljarder år gammalt, plus eller minus 40 miljoner år. Nu tror vi att den är 13,79 miljarder år gammal, plus minus 21 miljoner år.

Kanske 21 miljoner år låter som en stor osäkerhet, men som en bråkdel, detta är mycket exakt. Föreställ dig en läkare som undersöker en 50-årig patient och från deras nuvarande tillstånd, inte deras historia, uppskattar deras ålder med en precision på 25 dagar!

Vi kan vara så exakta eftersom uppgifterna är utmärkta, modellen passar väldigt bra, och modellen är enkel. Med tanke på uppgifterna, vi förstår systemet, och det finns inte många alternativ för hur universum har åldrats. Det som är fantastiskt är hur självmedvetna vi är, och vad detta säger oss om våra liv att vi kan veta att universum har en början, och känner till dess ålder med hög noggrannhet.

Väcker dessa fynd några nya frågor om vårt universum och dess ursprung?

Ja och nej. Huvudhistorien är att dessa data ger en hel del precision till våra mätningar, och trots detta förblir den enklaste modellen av vårt universum i mycket gott skick. Detta har varit en extraordinär historia genom åren, med data som förbättras i precision med en faktor 100, 000 och samma modeller passar fortfarande.

Men dessa data ökar den ena biten av spänning som finns i den övergripande kosmologiska datamängden. När vi härleder Hubbles konstant – universums nuvarande expansionshastighet – från den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) och andra mycket storskaliga mätningar, vi får ett annat värde än vad som mäts mer lokalt från det som kallas distansstege. Om denna skillnad är verklig, det är en utmaning för kosmologiska modeller.

Vad är nästa för ACT?

Våra observationer fortsätter. Vårt nästa stora mål är att söka efter ett litet paritetsöverträdande polariseringsmönster. Om vi ​​ser det, det är en ledtråd om gravitationsstrålning som genereras i de allra tidigaste ögonblicken av universums födelse. Många experiment, inte bara ACT, letar efter denna signal.