Bring me the sound horizon

На Атакамском космологическом телескопе (ACT), что в Чили, обширной труппой ученых, главным образом из Принстонского университета, разыгран очередной акт остросюжетной драмы о противостоянии Хаббла и Планка — нет, это не сюжет альтернативной истории в духе шерлокианы Гая Ричи, а все тот же концерт на дорогостоящих астрофизических инструментах по заявкам на освоение бюджетов и грантов.

Как вам уже наверняка известно, современная космология терзается от неустранимой разницы в показаниях двух групп методов, применяемых для определения параметра Хаббла (корректнее называть его именно параметром, а не постоянной, поскольку он изменяется со временем). Ситуация чем-то напоминает разброс занчений гравитационной постоянной, но еще серьезнее, поскольку “альтернативная физика” на G обычно не сказывается, ее воздействие проявляется в самой форме закона гравитационного взаимодействия, а вот темпы расширения, форма и возраст Вселенной — отменные индикаторы применимости стандартных и еретических моделей.

В прошлом году прецизионные измерения параметра Хаббла космическим телескопом имени Хаббла по методике фотометрии цефеид Большого Магелланова Облака дали значение 74.03±1.42 (км/с)/Мпк и довели расхождение с данными телескопа “Планк” до комфортного, если здесь допустимо так выразиться, 4.4σ. Исследователи с ACT получили значение 67.9±1.5 (км/с)/Мпк, а комбинируя свою выборку с архивными данными зонда WMAP, улучшили его до 67.6±1.1 (км/с)/Мпк на уровне статистической значимости 68% (отклонение в 2σ); для этого температура и анизотропия поляризации реликтового фона на доброй половине небосклона были закартированы с точностью не хуже угловой минуты. Атакамский результат первым из наземных отлично согласуется с данными “Планка” (67.51 ± 0.61 (км/с)/Мпк), но разительно расходится с измерениями движений далеких галактик “Хабблом” и вдобавок “омолаживает” Вселенную более чем на двадцать миллионов лет. Как и в предыдущих случаях расхождений, статистическая значимость различий превышает 4σ.

Измерения параметра Хаббла атакамской группой учитывают ограничения на плотность темной и барионной материи (в частности, эти плотности влияют на акустические осцилляции в первородной плазме и масштабный фактор a(t) под интегралом, определяющим радиус звукового горизонта на поверхности последнего рассеяния, в конце так называемой эпохи барионного увлечения).

Они ставят под сомнение применимость базовой модели ΛCDM с параметром Хаббла около 74 для описания Вселенной, поскольку, хотя плотность барионной материи, Ωm, в ней можно уменьшить, чтобы подстроиться под экспериментальные значения диаметров пиков, аналогичная удовлетворительная корректировка амплитуд пиков для согласия с другими параметрами невозможна.

Однако, в противовес работам группы Элеоноры де Валентино, упоминавшимся выше, атакамский коллектив не пробует отказаться от предположения о нулевой кривизне Вселенной: из данных ACT без комбинирования с данными WMAP параметр кривизны найден равным -0.001 (на “Планке” получилось -0.037, что предлагается считать статистической флуктуацией). Попыток оценить потенциальный вклад темного сектора также не делается.

Вообще говоря, устранить расхождение с данными “Хаббла” помог бы процесс, который каким-то образом сужал бы звуковой горизонт еще до начала эпохи рекомбинации, но свежая гипотеза о “ранней темной энергии” для этого, похоже, непригодна. Несколько перспективней выглядит самодействие нейтрино в молодой Вселенной при ненулевой сумме их масс покоя, где требуется компенсировать наблюдаемое отсутствие фазового сдвига в реликтовом фоне подстройкой фундаментальных космологических параметров, в частности, углового размера звукового горизонта на поверхности последнего рассеяния. Однако предположение о дополнительных “сортах” нейтрино, которые бы сужали звуковой горизонт и ускоряли расширение Вселенной, коллектив ACT отвергает наотрез (с заявляемой надежностью 6σ для Neff = 4).

LoadedDice

The She-Prisoner`s Dilemma: (B)locked-down Lives Matter / Death to Quarantine Zealots. 翻譯