Nieuwe gegevens die vandaag zijn vrijgegeven door de Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Chili, geven aan dat ons universum ongeveer 13,8 miljard jaar oud is. overeenkomend met de metingen van de Planck-satelliet in 2015, en het in twijfel trekken van de bevindingen van 2019 van een andere onderzoeksgroep die vaststelde dat de leeftijd van het universum veel jonger was dan wat de Planck-satelliet had voorspeld. Die studie had de beweging van sterrenstelsels gemeten om met hun aantal te komen, terwijl de ACT gepolariseerd licht heeft gemeten om tot zijn conclusies te komen.

Mark Halpern, UBC-hoogleraar in het departement natuurkunde en sterrenkunde, maakt deel uit van het internationale team dat meewerkt aan de ACT, waaronder wetenschappers van 41 instellingen in zeven landen. We spraken met Halpern over deze nieuwe bevindingen, en hun betekenis.

Hoe werkt de ACT-telescoop?

De Atacama Kosmologie Telescoop is een telescoop met een diameter van zes meter en een zeer gevoelige camera die gepolariseerd licht meet. Het is een van de hoogst gelegen observatoria ter wereld, gelegen langs de rand van de Chileense Andes om niet door natte lucht te hoeven kijken. De telescoop zelf is gebouwd door Empire Dynamic Systems in Port Coquitlam, en per boot van Vancouver naar Chili gebracht.

Het is afgestemd om te werken bij golflengten van enkele millimeters, waar het helderste ding aan de hemel een thermische gloed is die is overgebleven van het plasma dat het vroege heelal vulde. ACT besteedt al zijn tijd aan het heen en weer scannen, het maken van de meest gevoelige kaarten die het kan van kosmische structuur. Wat nieuw is in deze data release is dat onze metingen van polarisatie zeer nauwkeurig zijn. De helderheid van de lucht vertelt ons over de structuur in het vroege heelal. Polarisatie vertelt ons over beweging. Samen, de gegevens geven ons een zeer gedetailleerd beeld van de dynamiek.

Wat vertellen deze nieuwe bevindingen ons over de leeftijd van het heelal? En waarom is dit significant?

De betekenis van deze resultaten, voor mij, is dat zelfs met verbeterde gegevens en een beter begrip, ons model van het universum houdt heel goed stand. De leeftijd is hier niet echt het probleem. Vroeger dachten we dat het universum ongeveer 13,77 miljard jaar oud was, plus of min 40 miljoen jaar. Nu denken we dat het 13,79 miljard jaar oud is, plus of min 21 miljoen jaar.

Misschien klinkt 21 miljoen jaar als een grote onzekerheid, maar als een breuk, dit is heel precies. Stel je een arts voor die een 50-jarige patiënt onderzoekt en van hun huidige toestand, niet hun geschiedenis, hun leeftijd schatten met een precisie van 25 dagen!

We kunnen zo precies zijn omdat de gegevens uitstekend zijn, het model past heel goed, en het model is eenvoudig. Gezien de gegevens, wij begrijpen het systeem, en er zijn niet veel opties voor hoe het universum is verouderd. Wat verbazingwekkend is, is hoe zelfbewust we zijn, en wat dit ons vertelt over ons leven dat we kunnen weten dat het universum een ​​begin heeft, en weet zijn leeftijd tot op hoge graad van nauwkeurigheid.

Leiden deze bevindingen tot nieuwe vragen over ons universum en zijn oorsprong?

Ja en nee. Het belangrijkste verhaal is dat deze gegevens behoorlijk wat precisie toevoegen aan onze metingen, en toch blijft het eenvoudigste model van ons universum in zeer goede staat. Dit is door de jaren heen een buitengewoon verhaal geweest, waarbij de gegevens met een factor 100 in precisie zijn verbeterd, 000 en dezelfde modellen passen nog steeds.

Maar deze gegevens verhogen wel het enige beetje spanning dat er is in de algehele kosmologische dataset. Als we Hubble's constante - de huidige expansiesnelheid van het universum - afleiden uit de kosmische microgolfachtergrond (CMB) en andere zeer grootschalige metingen, we krijgen een andere waarde dan meer plaatselijk wordt gemeten aan de hand van wat een afstandsladder wordt genoemd. Als dit verschil echt is, het is een uitdaging voor kosmologische modellen.

Wat volgt er voor de ACT?

Onze observaties gaan door. Ons volgende grote doel is om te zoeken naar een klein polarisatiepatroon dat de pariteit schendt. Als we het zien, het is een aanwijzing over zwaartekrachtstraling die in de allereerste ogenblikken van de geboorte van het universum wordt gegenereerd. Veel experimenten, niet alleen ACT, zijn op zoek naar dit signaal.