กล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสังเกตการณ์เหล่านี้
เครดิตรูปภาพ: ภาพถ่ายโดย Aman Chokshi
พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก (CMB) เป็นแสงแรกที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านจักรวาลได้อย่างอิสระ ปล่อยออกมาประมาณ 400,000 ปีหลังบิ๊กแบง เป็นแผนที่ที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการทำความเข้าใจจักรวาล หากต้องการดูแบบเต็มตา คุณต้องไปในอวกาศ วัดทั่วทั้งท้องฟ้า เช่น ดาวเทียมพลังค์ จากสถานที่ต่างๆ บนโลก คุณจะได้รับบางส่วน แต่คุณสามารถรับรายละเอียดได้มากกว่าจากอวกาศ เนื่องจากงานใหม่เสร็จสิ้นแล้ว
นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้ (SPT) ทำการตรวจวัด CMB ที่มีความแม่นยำสูง ในรายงานที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ พวกเขาได้วัดโพลาไรเซชันของแสงนี้ คลื่นแสงเป็นการแกว่งของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก และการแกว่งเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในทิศทางใดก็ได้ที่ตั้งฉากกับทิศทางที่แสงกำลังเคลื่อนที่ เมื่อแสงมีโพลาไรซ์ การแกว่งจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียวแทน แสงที่กระดิกไปมานี้อยู่ด้านหลังแว่นตา 3 มิติ: แสงที่มีโพลาไรซ์สองขั้วจะถูกฉายบนหน้าจอ แต่เลนส์ด้านขวาและด้านซ้ายของแว่นตาจะปล่อยแสงโพลาไรซ์ได้เพียงประเภทเดียวเท่านั้น
เมื่อพูดถึง CMB แสงโพลาไรซ์ช่วยให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมว่าจักรวาลเป็นอย่างไรเมื่อแสงนี้ปล่อยออกมา
สิ่งนี้ทำให้ความตึงเครียดของฮับเบิลรุนแรงขึ้น อย่างน้อยก็ด้วยการวัดในท้องถิ่นที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด
ศาสตราจารย์ ทอม ครอว์ฟอร์ด
“ข้อจำกัดทางจักรวาลเกือบทั้งหมดของเรามาจาก CMB ซึ่งส่วนใหญ่มาจากข้อมูลจากดาวเทียมพลังค์ แต่ข้อจำกัดของพลังค์เกือบทั้งหมดมาจากข้อมูลที่เข้ารหัสในความผันผวนของความเข้มรวมของ CMB ในขณะที่การวัด SPT ล่าสุดใช้เฉพาะข้อมูลจากโพลาไรเซชัน (หรือ 'ทิศทางการกระดิก') ของ CMB ด้วยวิธีนี้ข้อจำกัด SPT ใหม่แทบจะไม่ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของพลังค์ และจึงเป็นการทดสอบที่สำคัญของผลลัพธ์เหล่านั้น” ทอม ครอว์ฟอร์ด ผู้ร่วมเขียนการศึกษาแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก กล่าวกับ IFLScience
ในวิธีแรก โดยใช้ข้อมูลจาก CMB นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตรา 67.4 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก โดย 1 เมกะพาร์เซกเท่ากับ 3.26 ล้าน- ซึ่งหมายความว่าหากกาแลคซีสองแห่งอยู่ห่างกัน 1 เมกะพาร์เซก การขยายตัวของจักรวาลจะทำให้พวกมันดูเหมือนกำลังเคลื่อนตัวออกจากกันด้วยความเร็ว 67.4 กิโลเมตร (42 ไมล์) ต่อวินาที
วิธีที่สองแทนที่จะใช้วิธีนี้โดยการวัดระยะทางของกาแลคซีในท้องถิ่นจากเรา และความรวดเร็วของกาแลคซีดูเหมือนจะถอยห่างออกไปเนื่องจากการขยายตัวของจักรวาล วิธีนี้ได้รับ-
ความไม่แน่นอนของทั้งสองวิธีนี้มีน้อยและไม่ทับซ้อนกัน เหตุใดจึงเกิดความตึงเครียด ข้อสังเกตจาก SPT เห็นด้วยกับข้อมูลพลังค์
“เนื่องจากผลลัพธ์ของ SPT ไม่ขึ้นอยู่กับพลังค์ พวกเขาจึงสามารถตกลงที่ใดก็ได้ในช่วง 'เห็นด้วยกับพลังค์' ถึง 'เห็นด้วยกับการวัดในท้องถิ่น' และพวกเขาก็ตกลงไปที่ด้านบนของพลังค์ สิ่งนี้ทำให้ความตึงเครียดของฮับเบิลรุนแรงขึ้น อย่างน้อยก็ด้วยการวัดในท้องถิ่นที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด” ศาสตราจารย์ครอว์ฟอร์ดกล่าวกับ IFLScience
เครดิตรูปภาพ: มารยาท Ge และคณะ
ค่ายใดค่ายหนึ่งหรือทั้งสองค่ายประเมินความไม่แน่นอนของตนต่ำเกินไป และค่านิยมดูเหมือนจะแตกต่างออกไปหรือไม่? หรือมีอะไรผิดปกติกับแบบจำลองจักรวาลของเรา? เราไม่รู้ว่าวิธีแก้ปัญหาคืออะไร แต่การสังเกตติดตามผลเป็นสิ่งสำคัญ นี่คือสาเหตุที่งานนี้มีความสำคัญอย่างไม่น่าเชื่อ และ SPT ก็มีความสำคัญต่องานนี้
ขั้วโลกใต้เป็นสถานที่ที่ดีที่สุดในโลกสำหรับการสำรวจ CMB ที่ลึกและมีเสียงรบกวนต่ำ และ SPT-3G ซึ่งเป็นกล้องปัจจุบันบน SPT ถือเป็นกล้อง CMB ความละเอียดสูงที่ทรงพลังที่สุดที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน เฉพาะกับระดับความลึกที่เราได้รับในผลลัพธ์นี้ (และโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ใหม่ที่เพิ่มข้อมูลสูงสุดที่เราสามารถบีบจากข้อมูลได้) เท่านั้นที่เราสามารถสร้างข้อจำกัดทางจักรวาลวิทยาจากโพลาไรเซชันเท่านั้นที่แข่งขันกับผลลัพธ์จากผลรวมทั้งหมด ความเข้มข้นของ CMB” ศาสตราจารย์ครอว์ฟอร์ดบอกกับ IFLScience
บทความนี้ได้ถูกส่งไปยังวารสาร Physical Review D แล้ว และพร้อมให้พิมพ์ล่วงหน้าที่อาร์เอ็กซ์-
