智利的阿塔卡马宇宙学望远镜不仅证实了宇宙最大的谜团之一，还排除了数十个试图解释该谜团的理论模型。

智利的阿塔卡马宇宙学望远镜历时近二十年，致力于研究宇宙的起源、构成以及如何演化至现今状态。该天文台已于2022年退役，但其最后一批数据仍在宇宙学界引发震动。

最近发表在《宇宙学与天体粒子物理杂志》上的一项研究，利用这些数据检验了大约30种关于宇宙演化的“扩展”模型——这些是标准宇宙学模型的替代理论。这些替代理论试图解释标准模型无法解释的某些宇宙学现象，例如“哈勃张力”——即宇宙膨胀速率的不同测量结果之间存在差异。

研究人员排除了他们所检验的所有扩展模型。与另一项同样利用ACT最终数据证实了哈勃张力的JCAP研究一同，这些发现加深了这一宇宙学谜团，让专家们对推动宇宙膨胀的动因产生了更多疑问。

“我们对这些模型的评估是完全独立的，”卡迪夫大学的宇宙学家、检验扩展模型研究的合著者埃尔米尼亚·卡拉布雷塞在一份声明中说，“我们并非试图推翻它们，只是想研究它们。结果很明确：在新的尺度上、通过偏振观测获得的新数据，实际上已经消除了进行这类（模型构建）活动的空间。这确实让理论‘游乐场’缩小了一点。”

加深的宇宙学谜团

测量宇宙膨胀速率（也称为哈勃常数）主要有两种方法。一种是观测宇宙大爆炸留下的残余辐射（宇宙微波背景辐射），另一种是观测本地宇宙中的星系和超新星。

根据标准宇宙学模型，这两种方法应该得出相同的数值。但问题在于，它们得出的结果并不一致。这本质上就是“哈勃张力”。

多年来，研究人员一直试图解释这种差异，并提出了许多有趣的假说。另一些人则找到了证据，表明哈勃张力可能实际上并不存在。ACT的最新数据强化了这一宇宙学难题的存在，但并未让专家们更接近解决它。

问题更多，但通往答案的道路更清晰

那么，你可能会问，“这有什么大不了的？”嗯，首先，用ACT的观测结果证实哈勃张力，意味着我们可以非常确定这个问题是真实存在的。

该望远镜以前所未有的精度测量了宇宙微波背景辐射，生成了偏振图，与欧洲空间局普朗克卫星绘制的温度图互为补充。相比之下，发表在第三项JCAP研究中的ACT图像分辨率远高于普朗克卫星的图像。这主要归功于ACT的主镜比普朗克的大得多，直径约20英尺（6米）。

“当我们比较这些图像时，有点像擦干净你的眼镜，”卡拉布雷塞说。因此，ACT的数据填补了我们对宇宙微波背景理解的若干空白。

哥伦比亚大学的宇宙学家、利用ACT数据证实哈勃张力研究的合著者科林·希尔在同一份声明中表示：“我们的新结果表明，从ACT的CMB数据推断出的哈勃常数与普朗克的数据一致——不仅温度数据一致，偏振数据也一致，这使得哈勃矛盾更加确凿无疑。”

ACT的观测也让卡拉布雷塞和她的同事们得以排除许多试图解释哈勃张力的扩展模型。尽管这缩小了可能性的范围，但也指明了清晰的前进道路。如果这些模型是死胡同，那么是时候停止追求它们，转而在别处寻找答案了。

ACT的运行寿命或许已经结束，但其最终数据发布，对于致力于解决哈勃张力的宇宙学家们来说，标志着一个新的开端。未来数年，专家们将继续利用这些数据，逐步走近对我们这个不断膨胀的宇宙的更深刻理解。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！