استخدم العلماء في جامعة كاليفورنيا، ديفيس بالتعاون مع تلسكوب القطب الجنوبي، بقيادة جامعة شيكاغو، عمليات رصد الخلفية الكونية الميكروية التي تم جمعها من تلسكوب القطب الجنوبي لاكتشاف الأساس النظري للنموذج الكوني القياسي. وتقدم نتائج الدراسة المنشورة على موقع arXiv بيانات جديدة تؤكد صحة هذا النموذج وتقترح طريقة جديدة لحساب ثابت هابل.
ركزت الدراسة على الضوء المستقطب من الخلفية الكونية الميكروية. وهذا الضوء، الذي ظهر لأول مرة بعد 400 ألف سنة من الانفجار الكبير، يستمر في الانتشار في جميع أنحاء الكون. وقام الباحثون بتحليل استقطاب هذه الفوتونات، مما سمح لهم بدراسة جوانب مهمة من التطور المبكر للكون وضبط المعلمات المتعلقة بتوسعه، بما في ذلك ثابت هابل.
وللحصول على نتائج دقيقة، استخدم العلماء البيانات التي جمعها تلسكوب القطب الجنوبي في عامي 2019 و2020. وخلال ملاحظاتهم، قاموا بتغطية 1500 درجة مربعة من السماء، مما أدى إلى إنشاء خريطة جماعية واسعة النطاق في الكون. هذه الدراسة هي الأولى التي تستخدم بيانات استقطاب CMB فقط، مما يجعلها مستقلة عن الدراسات السابقة القائمة على كثافة الضوء الإجمالية.
لمزيد من التحليل، استخدم العلماء موارد الحوسبة الخاصة بالمركز الوطني لأبحاث الطاقة في بيركلي. وباستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة، قاموا بفحص الشكل الذي ستبدو عليه خريطة الاستقطاب في ظل الظروف المثالية، دون تشوهات ناجمة عن عدسة الجاذبية. وهذا يسمح لنا بتحديد بنية الكتلة التي تسبب هذه التشوهات بشكل أكثر دقة وتقييم تأثير الجاذبية على مسار الضوء.
تعمل عدسة الجاذبية على تشويه الضوء الذي يصل إلى الأرض، مما يؤدي إلى إنشاء صور مختلفة من مناطق مختلفة من الكون. تم استخدام هذه التشوهات لإنشاء خريطة توزيع جماعية تساعد في استكشاف بنية وديناميكيات الكون المبكر. تساعد النمذجة الحاسوبية على تحديد الأنماط المؤكدة أثناء عمليات الرصد، مما يزيد من دقة الحسابات.
تعزز نتائج الدراسة الثقة في النموذج القياسي لعلم الكونيات وتوفر أيضًا رؤية جديدة لغموض “توتر هابل” المتعلق بالاختلافات في قياسات ثابت هابل بطرق مختلفة. هذا النهج، باستخدام بيانات الاستقطاب، يمكن أن يصبح أداة مهمة للأبحاث الكونية المستقبلية، وكذلك لفهم أعمق لتطور الكون.