Японские астрономы из Университета Кэйо провели самое точное на сегодня измерение температуры Вселенной семилетней давности — и обнаружили, что тогда она была почти вдвое теплее, чем сейчас. Результаты исследования, опубликованные на сайте университета, подтверждают стандартную космологическую модель и заполняют важный пробел в истории расширения космоса.

Как измерили температуру далёкого космоса

Для расчётов использовали данные радиотелескопа ALMA — крупнейшей в мире решётки из 66 антенн, расположенной на высоте 5000 метров в пустыне Атакама (Чили). Сухой воздух и отсутствие помех позволяют улавливать слабейшие сигналы из глубин Вселенной.

Учёные проанализировали свет от квазара — сверхъяркого ядра далёкой галактики, питаемого сверхмассивной чёрной дырой. Этот свет, пролетевший миллиарды лет, проходил сквозь космический микроволновый фон (CMB) — остаточное излучение Большого взрыва, равномерно заполняющее пространство.

Взаимодействие фотонов квазара с CMB слегка изменяет их спектр. По этим искажениям астрономы вычислили температуру фона 7 миллиардов лет назад — 5,13 К (±0,06 К). Для сравнения: сегодня CMB составляет 2,7 К (–270,45 °C).

Почему Вселенная остывает

Согласно Стандартной космологической модели, после Большого взрыва Вселенная расширяется, а её плотность и температура падают. Излучение CMB "растягивается" вместе с пространством — его длина волны увеличивается, а энергия фотонов уменьшается.

  • 13,8 млрд лет назад (Большой взрыв): ~3000 К.
  • 7 млрд лет назад: 5,13 К.
  • Сегодня: 2,7 К.

Новое измерение — самое точное на промежуточном этапе между ранними (з = 2–3, ~10 млрд лет назад) и современными данными. Оно идеально ложится на предсказанную кривую охлаждения.

Значение открытия

"Это первое измерение с такой точностью на красном смещении z ≈ 1,7", — отметил ведущий автор исследования. Результаты:

  • Заполняют "пробел" в истории CMB.
  • Подтверждают ΛCDM-модель (тёмная энергия + холодная тёмная материя).
  • Открывают путь к проверке альтернативных теорий (например, переменной скорости света).

В будущем ALMA и будущий телескоп CCAT-Prime позволят измерить CMB на ещё больших расстояниях.

Вкратце…

7 миллиардов лет назад температура Вселенной была 5,13 К — почти вдвое выше сегодняшних 2,7 К. Японские учёные измерили это по спектру квазара через ALMA с точностью ±0,06 К. Данные идеально подтверждают охлаждение при расширении и Стандартную модель. Впервые — такой точный "термометр" на полпути к Большому взрыву.